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重型货车万向传动装置设计【7张图/24200字】【优秀机械毕业设计论文】

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重型货车万向传动装置设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

A0-万向传动装置装配图.dwg

A0正常大小-万向传动装置装配图.dwg

A1-万向节叉.dwg

A1-中间传动轴.dwg

A1-中间支承装配图.dwg

A1-主传动轴.dwg

A1-套筒叉.dwg

A2-十字轴.dwg

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关键词：: 重型货车万向传动装置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。52页。24200字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。

图纸共7张，如下所示
A0-万向传动装置装配图.dwg
A1-万向节叉.dwg
A1-中间传动轴.dwg
A1-中间支承装配图.dwg
A1-主传动轴.dwg
A1-套筒叉.dwg
A2-十字轴.dwg

摘　　要
本毕业设计的任务是对解放CA1140型货车进行万向传动装置的设计、研究。在指导老师的细心指导下，通过对汽车万向传动装置的了解，进一步进行万向传动装置的设计。通过实际的市场调查和客观的实际观察，全面了解万向传动装置的结构，充分了解到万向传动装置的工作原理与意义，及其在汽车行驶中的重要作用。在汽车的正常工作中，是一个必不缺少的部件，也是一个不可替代的关键部件。对于万向传动装置的研究，有很大的发展空间，具有相当大的研究意义。在充分与指导老师讨论、研究后，故选此课题。
在进行设计任务时，分析了万向传动装置类型的，根据题目所要求的原始数据要求，确定了所选用万向传动轴的种类。在初定各个部件的相关尺寸后，根据要求进行了计算和校核，确定了所设计部件的尺寸和参数，并选择了零部件的材料。

关键字：万向节,传动轴，强度，计算，校核

ABSTRACT
This graduation task is on the Jiefang CA1140 type trucks for universal transmission design. In the instructor's careful guidance, through the automotive universal drive unit, further universal design of the drive shaft. Through actual market research and objective observations, a comprehensive understanding of the structure of universal drive shaft to fully understand the universal drive unit works and significance, and its vehicle. In the car's work, is a not missing parts, is a key part. For the study of universal drive shaft, have a high potential for growth, with considerable significance. In fully and instructor to discuss, study, this issue.
The design task, analyzed the universal transmission device type, under the title the required raw data requirements, decide to choose the kind of universal drive shaft. In various parts of the associated YTC sizes depending on the requirements for the calculation and check, determine the design part of dimensions and parameters, and selected parts of the material.

Keywords：Universal joint, Transmission shaft, Strength,Calculation, Check

目　　录
摘要 ………………………………………………………………………………………I
Abstract……………………………………………………………………………………II
第1章绪论 …………………………………………………………………………1
1.1 选题的目的和意义 ………………………………………………………………1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 ……………………………………………………2
第 2 章设计方案选择 ………………………………………………………………4
2.1 万向传动装置基本组成的选择 …………………………………………………4
2.2 万向节类型的选择 ………………………………………………………………4
2.3 十字轴式万向节结构方案分析 …………………………………………………5
2.4 十字轴万向节总成尺寸的确定与强度校核 ……………………………………5
2.5 中间支承结构分析与设计 ………………………………………………………6
2.6 本章小结 …………………………………………………………………………6
第3章万向传动轴总成的设计……………………………………………………7
3.1 万向传动轴总体概述及传动布置型式的选择 …………………………………7
3.2 传动轴断面尺寸的确定与强度校核 ……………………………………………8
3.2.1传动轴的运动分析 …………………………………………………………8
3.2.2传动轴的临界转速…………………………………………………………11
3.2.3传动轴管内外径确定………………………………………………………12
3.2.4传动轴扭矩强度校核………………………………………………………13
3.3 连接花键的设计…………………………………………………………………14
3.3.1主传动轴滑动花键的设计…………………………………………………14
3.3.2中间传动轴连接花键的设计………………………………………………18
3.4本章小结 …………………………………………………………………………20
第4章万向节总成的设计 ………………………………………………………21
4.1 万向节类型的选择………………………………………………………………21
4.2 十字轴式万向节的结构分析 …………………………………………………22
4.2.1十字轴式万向节的结构方案分析 ………………………………………22
4.2.2十字轴式万向节传动不等速性分析 ……………………………………23
4.3 万向节的运动和受力分析 ……………………………………………………24
4.3.1 单十字轴万向节的运动和附加弯曲力偶矩的分析 ……………………24
4.3.2 双十字轴万向节传动 ……………………………………………………26
4.3.3 多十字轴万向节传动 ……………………………………………………27
4.4 万向节总成主要参数的确定与强度校核 ……………………………………28
4.4.1 十字轴 ……………………………………………………………………28
4.4.2 十字轴万向节的滚针轴承 ………………………………………………31
4.4.3 十字轴万向节的传动效率 ………………………………………………34
4.5 连接元件的设计 ………………………………………………………………35
4.5.1 连接螺栓 …………………………………………………………………35
4.5.2 万向节叉 …………………………………………………………………36
4.6 十字轴总成的润滑 ……………………………………………………………38
4.7 本章小结 ………………………………………………………………………39
第5章中间支承总成的设计……………………………………………………40
5.1 中间支承的结构分析与选择 …………………………………………………40
5.2 轴承的选取与校核 ……………………………………………………………41
5.3 本章小结 ………………………………………………………………………43
结论………………………………………………………………………………………44
参考文献 ………………………………………………………………………………45
致谢………………………………………………………………………………………46
附录………………………………………………………………………………………47

题目名称重型货车万向传动装置设计
一、设计（论文）目的、意义
汽车万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。主要是实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。万向传动装置除用于汽车的传动系统外，还可用于动力输出装置和转向操纵装置。
因此，万向传动装置的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的设计极其重要。通过万向传动装置设计熟悉汽车万向传动装置的结构、性能及设计过程。
课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、CAD绘图等知识。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
设计内容
（1）万向节，万向传动轴的结构形式选择
（2）万向节，万向传动轴的基本参数选择与设计计算
（3）校核万向传动轴的临界转速等
（4）用CAD画装配图和零件图。
技术要求（研究方法）
（1）充分利用图书馆及现有的资源收集资料，调研了解万向传动装置的组成、功用，掌握CAD制图的规范及要求，了解国内外万向传动装置的发展状况
（2）到生产车间及实验室了解万向传动装置的构造，各零部件的装配位置
（3）编写课题研究大纲和开题报告
（4）选择基本参数并对各参数进行设计与计算
（5）遵守设计进度的安排，设计结构要合理、CAD制图要规范、说明书按毕业设计的要求编写，
书写规范，保质保量的完成毕业设计的任务。

三、设计（论文）完成后应提交的成果

CAD装配图和零件图，合计CAD零号图纸三张
说明书一份，字数不少于1.5万字

四、设计（论文）进度安排
（1）收集资料，调研，撰写开题报告第一周
（2）周四交开题报告，实习了解万向传动装置的构造第二周
（3）完成各参数的设计、计算和校核工作，至少应有装配图的草图第三周~第七周
（4）中期检查，画装配图和零件图第八周
（5）画装配图和零件图，编写说明书第九周~第十一周
（6）交毕业设计说明书和装配图、零件图，修改第十二周
（7）毕业设计指导教师审核第十三周
（8）毕业设计修改第十四周
(9)毕业设计评阅教师评阅或预审第十五周
(10) 毕业设计修改第十六周
(11)毕业设计答辩第十七周

五、主要参考资料
[1]陈家瑞. 汽车构造 .北京：人民交通出版社，2006
[2]张洪欣.汽车底盘设计.北京：机械工业出版社1998
[3]龚溎义.机械设计课程设计图册.北京：高等教育出版社，1989
[4]余志生.汽车理论，北京：机械工业出版社，2000
[5]《机械设计手册》联合编写组编.机械设计手册，化学工业出版社，2004
[6]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册，北京：人民交通出版社，2001
[7]刘惟信.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001
[8]王望予.汽车设计.第3版.北京:机械工业出版社,2000

重型货车万向传动装置设计[汽车]

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书学生姓名胡冰院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车万向传动装置设计一、设计（论文）目的、意义汽车万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。主要是实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。万向传动装置除用于汽车的传动系统外，还可用于动力输出装置和转向操纵装置。因此，万向传动装置的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的设计极其重要。通过万向传动装置设计熟悉汽车万向传动装置的结构、性能及设计过程。课题综合运用了机械设计、工程材料、汽车设计、汽车构造、图等知识。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容（ 1）万向节，万向传动轴的结构形式选择（ 2）万向节，万向传动轴的基本参数选择与设计计算（ 3）校核万向传动轴的临界转速等（ 4）用装配图和零件图。技术要求（研究方法）（ 1）充分利用图书馆及现有的资源收集资料，调研了解万向传动装置的组成、功用，掌握解国内外万向传动装置的发展状况（ 2）到生产车间及实验室了解万向传动装置的构造，各零部件的装配位置（ 3）编写课题研究大纲和开题报告（ 4）选择基本参数并对各参数进行设计与计算（ 5）遵守设计进度的安排，设计结构要合理、图要规范、说明书按毕业设计的要求编写，书写规范，保质保量的完成毕业设计的任务。、设计（论文）完成后应提交的成果配图和零件图，合计号图纸三张说明书一份，字数不少于字四、设计（论文）进度安排（ 1）收集资料，调研，撰写开题报告第一周（ 2）周四交开题报告，实习了解万向传动装置的构造第二周（ 3）完成各参数的设计、计算和校核工作，至少应有装配图的草图第三周第七周（ 4）中期检查，画装配图和零件图第八周（ 5）画装配图和零件图，编写说明书第九周第十一周（ 6）交毕业设计说明书和装配图、零件图，修改第十二周（ 7）毕业设计指导教师审核第十三周（ 8）毕业设计修改第十四周 (9)毕业设计评阅教师评阅或预审第十五周 (10) 毕业设计修改第十六周 (11)毕业设计答辩第十七周五、主要参考资料 1陈家瑞 . 汽车构造民交通出版社， 2006 2张洪欣北京：机械工业出版社 1998 3龚溎义北京：高等教育出版社， 1989 4余志生京：机械工业出版社， 2000 5机械设计手册联合编写组编学工业出版社， 2004 6汽车工程手册编辑委员会京：人民交通出版社， 2001 7刘惟信设计清华大学出版社 ,2001 8王望予第 3 版机械工业出版社 ,2000 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日 1 附录 is a of In of a in of is in be is a of On as a in by of a to of or In or in in in to or t a to A, by , of be in of C, be is to a to is or to in It is In of in 2 to in or of if is is or of s of of be .3 if is is to of s or or by If is to in be 00 g. to to in of is If in of is in t to 3 传动轴重要部件及故障诊断排除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。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。汽车传动轴常见故障表现为传动轴损坏、磨损、变形以及失去动平衡，造成汽车在行驶中产生异响和振动的汽车传动轴常见故障，这些汽车传动轴常见故障严重时会导致相关部件的损坏。汽车行驶中，在起步或急加速时发出“格登”的声响，而且明显表现出机件松旷的感觉，如果不是驱动桥传动齿轮松旷则显然是传动轴机件松旷。松旷的部位不外乎是万向节十字轴承或钢碗与凸缘叉，伸缩套的花键轴与花键套。一般来讲，十字轴轴径与轴承旷量不应超过缩花键轴与花键套啮合间隙不应大于过使用极限应当修复或更换。汽车传动轴常见故障表现为传动轴损坏、磨损、变形以及失去动平衡，造成汽车在行驶中产生异响和振动的汽车传动轴常见故障，这些汽车传动轴常见故障严重时会导致相关部件的损坏。汽车行驶中，在起步或急加速时发出“格登”的声响， 4 而且明显表现出机件松旷的感觉，如果不是驱动桥传动齿轮松旷则显然是传动轴机件松旷。松旷的部位不外乎是万向节十字轴承或钢碗与凸缘叉，伸缩套的花键轴与花键套。一般来讲，十字轴轴径与轴承旷量不应超过缩花键轴与花键套啮合间隙不应大于过使用极限应当修复或更换。汽车行驶中若底盘发生“嗡嗡”声，而且运行速度越高，声音越大。这个汽车传动轴常见故障一般是由于万向节十字轴与轴承磨损松旷、传动轴中间轴承磨损、中间橡胶支承损坏或吊架松动，或是由于吊架固定的位置不对所致。 6 4汽车在重负荷时，特别在行驶颠簸中偶尔发出敲击声，应注意检查中后桥平衡轴是否变位而与传动轴发生干涉。汽车运行中若随着车速的增高而噪声增大，并且伴随有抖动，这个汽车传动轴常见故障一般是由于传动轴失去平衡所致。这种振动在驾驶室内感觉最为明显。传动轴动平衡的不平衡量应小于传动轴动平衡失效严重会导致相关部件的损坏。最常见的汽车传动轴常见故障是离合器壳裂纹和中间橡胶支承的疲劳损坏。传动轴中间吊架的安装在维修中十分重要。如果吊架安装位置不当，会增加传动轴运转阻力和噪声，导致轴承的早期损坏。这类汽车传动轴常见故障发生概率非常大，那么解决这个汽车传动轴常见故障的做法是：在重新安装吊架时，首先将吊架固定螺栓不要拧紧，将汽车驱动轮用千斤顶支离地面，挂低速档，慢慢旋转传动轴使传动轴和吊架自动找正，然后再将吊架固定螺栓拧紧。 5 解放型货车原始数据及设计要求原始数据：主要参数额定载荷（最大总质量（最高车速（ km/h）最大扭矩 N m/(r/ 额定功率 r/ 8000 14100 90 608/1800 147/2600 解放型货车的一些初定基本参数：汽车的总长： 8005宽： 2476高； 2445速器传动比： 1 档 2 档 3 档 4 档 5 档倒档距： 4750距：前轮 1972 后轮 1820车整备质量： 6100 最大总质量： 14100动轴形式：开式，二轴，三十字轴式万向节毕业设计（论文）开题报告学生姓名胡冰院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程 07 10 班指导教师姓名姚佳岩职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称重型货车万向传动装置设计一、课题研究现状、选题目的和意义研究现状：当今，汽车万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。主要是实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。万向传动装置除用于汽车的传动系统外，还可用于动力输出装置和转向操纵装置。万向传动装置设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。选用与布置的不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加动负荷，可能导致传动系不能正常运转和早期损坏，只有合理的设计，才能保证汽车在各种工况和路面条件情况下可靠的传递动力。并且汽车万向传动装置是汽车底盘传动系的主要总成之一，在工作中承受着巨大的转矩和动负荷。经长期使用后，技术状况会发生变化，从而将直接影响发动机动力的传递，降低传动效率，加剧燃料消耗，加速轮胎磨损，同时还会影响变速器和驱动桥的正常工作。万向传动装置的类型可分为闭式和开式两种。闭式万向传动装置采用单万向节 ,传动轴被封闭在套管中 ,套管与车架做球铰连接 ,而与驱动桥固定连接。其最大特点是传动着外壳作为推力管来传递汽车的纵向力 ,从而使传动轴外壳起到了悬架系统导向机构中纵向摆臂的作用 ,这对于其后悬架拆用螺旋弹簧作为弹性元件是十分必要的。而开式万向传动装置结构简单 ,重量轻 ,现代汽车广泛应用开式万向传动装置。根据在扭转方向是否有明显的弹性，万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力，又分成不等速万向节，准等速万向节和等速万向节；挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。而万向传动装置则是重型货车的关键部件之一，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。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，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。主要问题是制造门槛低，术含量要求不高，制造水平参差不齐。重型货车的配置几乎都没达到皮卡的水平，绝大多数功率还不到 350 马力，排放高，燃油经济性差。而国外重型卡车不仅技术含量很高，甚至有的还高于乘用车水平，同时具备大功率，低排放和比较出色的燃油经济性。展望未来 5 年，我国经济将继续保持高增长速度，我国的经济转型也将继续向前推动，国家对基本建设投资的力度加大，尤其是重型汽车生产企业。近几年，随着国内重型载货汽车生产企业与国外重型载货汽车生产企业技术交流、合资合作的加强及发展，以及国内重型载货汽车生产企业为适应市场竞争的需要，研发工作受到广泛重视，在汽车舒适性、安全性、动力性、经济性、可靠性和环保性等方面取得了一定进步。据统计，全国主要 25 家重卡车企的产能已经达到 100 万辆以上 ,在 3之后 ,预计国产重卡的产销量将膨胀达到 150 200 万辆 ,市场将饱和过剩，铺张浪费，竞争将变得更加惨烈，届时将会有一半的重卡车企遭到淘汰。随着公路和铁路建设，现代物流业和节能减排工程以及民生工程的实施到位，必将为紧系国民经济建设的重卡产业带来新的发展机遇。无数的事实证明，如果我们没有自主创新的最终结果就是企业的发展强烈的依赖别人，落得极为被动的局面，因此我们应该清楚地认识到：在经济全球化的今天，技术并不能全球化，核心技术是买不来的，尤其像万向传动装置等技术，我们基本处于引进来照着搬的套路来的，在大量引进的同时，也失去了很多自主发展的机会 ,我国应掌握万向传动装置的核心技术，提高制造核心部件的能力，降低损耗，成本和投资风险。所以，必须把提高自主创新能力放在首位，加强我们的自己技术水平，努力做到最好。选题目的：在重型货车万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。同时在降低成本与售价的同时，必须以保证整车性能质量水平为前提，只能提高，不能降低。降低成本与售价，一方面通过改进设计，简化结构，减少零件，降好自重与材料消耗，另一方面尊通过改善经营管理模式，提高效率，把人员减至最少，让资金周转最快。在设计过程中保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠传动扭矩。保证所连接的两轴能均匀旋转，使夹角变化引起的动载荷在允许范围内。传动效率高、寿命长、结构简单、制造方便。变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性元件，采用万向传动装置。同时也为了综合运用“汽车构造”，“汽车理论”，“汽车设计”等设计专用知识，学习查阅和应用国家标准，培养按国家标准设计应用系统的习惯，熟练掌握汽车结构设计的方法和特点，尤其是万向传动装置设计的方法和特点，进一步掌握万向传动装置结构设计的一般步骤打下坚实基础。选题意义：如何最优最好的把万向传动装置设计好是我们汽车人需要面对的问题，而其中的基础技术，专利水平则是更需要大力提高的，如果解决重型货车万向传动装置的技术瓶颈，将会大大提高我国的汽车技术水平，不在受制于外国，走自主发展的道路。在当前我国汽车工业还处于以技术引进，加工制造为主的阶段，这要求我们在设计时既要具有前瞻性，又要与实际情况相结合。要有自主开发的能力与信心，以更扎实的理论基础，更专业的基础知识，更强的动手实践能力，更高的综合素质来完实现设计的最终完成。通过毕业设计来强化我们对基本知识和基本技能的理解和掌握 ,培养学生收集资料和调查研究的能力 ,一定的方案比较、论证的能力 ,一定的理论分析与设计运算能力 ,进一步提高应用计算机绘图的能力以及设计计算能力。同时通过重型货车万向传动装置的设计 ,培养我们综合运用所学知识设计汽车整车及零部件的能力 ,使我们能熟练掌握重型货车万向传动装置的设计过程；掌握资料的收集和分析、相关参数标准的选择和运用；掌握参数的确定、万向传动装置的布置和计算、设计方案的选择、装配图，零件图的绘制以及设计答辩的全过程。另外对培养我们独立思考问题和解决问题的能力有着极大的帮助 ,为今后工作做好技术储备 ,都具有十分重要意义。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：（ 1）重型货车万向传动装置的原始数据及设计要求（ 2）重型货车万向节，万向传动轴的结构形式选择（ 3）重型货车万向节，万向传动轴的基本参数选择与设计计算（ 4）校核万向传动轴的临界转速，扭矩强度等（ 5）对中间支承结构进行分析与设计计算分析（ 6）万向传动装置的总成尺寸的确定与强度校核（ 7）用装配图和零件图 ,合计纸三张零号图解决问题：（ 1）解决万向传动装置所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时，不能可靠稳定的传递动力的问题。（ 2）保证所连接的两轴尽可能等速运转，解决由于万向节夹角而产生的载荷振动和噪声，使其应在允许的范围之内，并在使用车速内不产生共振现象。（ 3）应保证传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，制造方便，维修容易等。应解决万向传动装置的质量及制造成本等实际问题。（ 4）应对万向传动装置在工作中的各种情况有所了解，掌握一定的维护技能。三、技术路线（研究方法）（ 1）充分利用图书馆及现有的资源收集资料，调研了解万向传动装置的组成、功用，掌握图的规范及要求，了解国内外万向传动装置的发展状况。（ 2）到生产车间及实验室了解万向传动装置的构造，各零部件的装配位置，进一步确定万向传动装置的基本尺寸的选取、材料选择、加工精度、热处理方法和传动过程中的接触应力等工作。（ 3）编写课题研究大纲和开题报告，确定设计方向、方案。（ 4）选择基本参数并对各参数进行设计与计算，并进行受力分析与校核。（ 5）遵守设计进度的安排，设计结构要合理、图要规范、说明书按毕业设计的要求编写，书写规范，保质保量的完成毕业设计的任务。调研了解万向传动基本状况编写开题报告收集资料万向传动设计万向节计算校核与选择完成总装配图掌握基本信息确定方向传动性能分析传动装置总体布置修改完善全部图纸完成设计说明书四、进度安排（ 1）收集资料，调研，撰写开题报告第一周（ 2）周四交开题报告，实习了解万向传动装置的构造第二周（ 3）完成各参数的设计、计算和校核工作，至少应有装配图的草图第三周（ 4）中期检查，画装配图和零件图第八周（ 5）画装配图和零件图，编写说明书第九周（ 6）交毕业设计说明书和装配图、零件图，修改第十二周（ 7）毕业设计指导教师审核第十三周（ 8）毕业设计修改第十四周 (9)毕业设计评阅教师评阅或预审第十五周 (10) 毕业设计修改第十六周 (11)毕业设计答辩第十七周五、参考文献 1陈家瑞北京 :人民交通出版社， 2006. 2张洪欣北京 :机械工业出版社， 1998. 3马兰图机械工业出版社， 2007. 4余志生京 :机械工业出版社， 2000. 5机械设计手册联合编写组编学工业出版社， 2004. 6汽车工程手册编辑委员会京 :人民交通出版社， 2001. 7刘惟信北京 :清华大学出版社 ,2001. 8王望予第 4 版机械工业出版社 ,2004. 9周林福北京 :人民交通出版社， 2001. 10国产重型载货汽车车型及配件目录 2001. 11北京 :机械工业出版社， 2009. 12 2002. 13卞学良北京：机械工业出版社， 2008 1415仇世侃祁东辉 J2008 年 8 期： 3216司康载货汽车走出低谷重卡市场分析及 2005 年展望 J2005 年 1 期： 1817李永钧上半年汽车进出口高速增长货车整车出口最多重型货车 J2010 年 4 期： 5718闻清产销提速贡献度大 J2010 年 4 期： 4719郑里二 )J2003 年 11 期： 4420郭化南 J2008 年 28 期： 1021马秋生北京 :机械工业出版社， 2008. 六、备注指导教师意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 :重型货车万向传动装置设计院系名称 : 汽车与交通工程学院专业班级 : 车辆工程 07 学生姓名 : 胡冰导师姓名 : 姚佳岩开题时间 : 2011 年 3 月 10 日指导委员会审查意见：签字：年月日本科学生毕业设计重型货车万向传动装置设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：胡冰指导教师：姚佳岩职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月 s 011龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要本毕业设计的任务是对解放货车进行万向传动装置的设计、研究。在指导老师的细心指导下，通过对汽车万向传动装置的了解，进一步进行万向传动装置的设计。通过实际的市场调查和客观的实际观察，全面了解万向传动装置的结构，充分了解到万向传动装置的工作原理与意义，及其在汽车行驶中的重要作用。在汽车的正常工作中，是一个必不缺少的部件，也是一个不可替代的关键部件。对于万向传动装置的研究，有很大的发展空间，具有相当大的研究意义。在充分与指导老师讨论、研究后，故选此课题。在进行设计任务时，分析了万向传动装置类型的，根据题目所要求的原始数据要求，确定了所选用万向传动轴的种类。在初定各个部件的相关尺寸后，根据要求进行了计算和校核，确定了所设计部件的尺寸和参数，并选择了零部件的材料。关键字：万向节 ,传动轴，强度，计算，校核黑龙江工程学院本科生毕业设计 is on In s of a of of to In s is a is a of a In to to of In of TC on of of 龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要 I 1 章绪论错误 !未定义书签。题的目的和意义 1 内外研究现状和发展趋势 2 第 2 章设计方案选择 4 向传动装置基本组成的选择 4 向节类型的选择 4 字轴式万向节结构方案分析 5 字轴万向节总成尺寸的确定与强度校核 5 间支承结构分析与设计 6 章小结 6 第 3 章万向传动轴总成的设计 7 向传动轴总体概述及传动布置型式的选择 7 动轴断面尺寸的确定与强度校核 8 动轴的运动分析 8 动轴的临界转速 11 动轴管内外径确定 12 动轴扭矩强度校核 13 接花键的设计 14 传动轴滑动花键的设计 14 间传动轴连接花键的设计 18 章小结 20 第 4 章万向节总成的设计 21 黑龙江工程学院本科生毕业设计向节类型的选择 21 字轴式万向节的结构分析 22 字轴式万向节的结构方案分析 22 字轴式万向节传动不等速性分析 23 向节的运动和受力分析 23 十字轴万向节的运动和附加弯曲力偶矩的分析 24 十字轴万向节传动 26 十字轴万向节传动 27 向节总成主要参数的确定与强度校核 28 字轴 28 字轴万向节的滚针轴承 31 字轴万向节的传动效率 34 接元件的设计 35 接螺栓 35 向节叉 36 字轴总成的润滑 38 章小结 39 第 5 章中间支承总成的设计 40 间支承的结构分析与选择 40 承的选取与校核 41 章小结 43 结论 44 参考文献 45 致谢 46 附录错误 !未定义书签。黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论题的目的和意义在重型货车万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。同时在降低成本与售价的同时，必须以保证整车性能质量水平为前提，只能提高，不能降低。降低成本与售价，一方面通过改进设计，简化结构，减少零件，降好自重与材料消耗，另一方面尊通过改善经营管理模式，提高效率，把人员减至最少，让资金周转最快。在设计过程中保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠传动扭矩。保证所连接的两轴能均匀旋转，使夹角变化引起的动载荷在允许范围内。传动效率高、寿命长、结构简单、制造方便。变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性元件，采用万向传动装置。同时也为了综合运用“汽车构造”，“汽车理论”，“汽车设计”等设计专用知识，学习查阅和应用国家标准，培养按国家标准设计应用系统的习惯，熟练掌握汽车结构设计的方法和特点，尤其是万向传动装置设计的方法和特点，为进一步掌握万向传动装置结构设计的一般步骤打下坚实基础。如何最优最好的把万向传动装置设计好是我们汽车人需要面对的问题，而其中的基础技术，专利水平则是更需要大力提高的，如果解决重型货车万向传动装置的技术瓶颈，将会大大提高我国的汽车技术水平，不在受制于外国，走自主发展的道路。在当前我国汽车工业还处于以技术引进，加工制造为主的阶段，这要求我们在设计时既要具有前瞻性，又要与实际情况相结合。要有自主开发的能力与信心，以更扎实的理论基础，更专业的基础知识，更强的动手实践能力，更高的综合素质来完实现设计的最终完成。通过毕业设计来强化我们对基本知识和基本技能的理解和掌握 ,培养学生收集资料和调查研究的能力 ,一定的方案比较、论证的能力 ,一定的理论分析与设计运算能力 ,进一步提高应用计算机绘图的能力以及设计计算能力。同时通过重型货车万向传动装置的设计 ,培养我们综合运用所学知识设计汽车整车及零部件的能力 ,使我们能熟练掌握重型货车万向传动装置的设计过程；掌握资料的收集和分析、相关参数标准的选择和运用；掌握参数的确定、万向传动装置的布置和计算、设计方案的选择、装配图，黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 零件图的绘制以及设计答辩的全过程。另外对培养我们独立思考问题和解决问题的能力有着极大的帮助 ,为今后工作做好技术储备 ,都具有十分重要意义。内外研究现状和发展趋势当今，汽车万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。主要是实现汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。万向传动装置除用于汽车的传动系统外，还可用于动力输出装置和转向操纵装置。万向传动装置设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。选用与布置的不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加动负荷，可能导致传动系不能正常运转和早期损坏，只有合理的设计，才能保证汽车在各种工况和路面条件情况下可靠的传递动力。并且汽车万向传动装置是汽车底盘传动系的主要总成之一，在工作中承受着巨大的转矩和动负荷。经长期使用后，技术状况会发生变化，从而将直接影响发动机动力的传递，降低传动效率，加剧燃料消耗，加速轮胎磨损，同时还会影响变速器和驱动桥的正常工作。万向传动装置的类型可分为闭式和开式两种。闭式万向传动装置采用单万向节 ,传动轴被封闭在套管中 ,套管与车架做球铰连接 ,而与驱动桥固定连接。其最大特点是传动着外壳作为推力管来传递汽车的纵向力 ,从而使传动轴外壳起到了悬架系统导向机构中纵向摆臂的作用 ,这对于其后悬架拆用螺旋弹簧作为弹性元件是十分必要的。而开式万向传动装置结构简单 ,重量轻 ,现代汽车广泛应用开式万向传动装置。根据在扭转方向是否有明显的弹性，万向节分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力，又分成不等速万向节，准等速万向节和等速万向节；挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。而万向传动装置则是重型货车的关键部件之一，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。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，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。主要问题是制造门槛低，技术含量要求不高，制造水平参差不齐。重型货车的配置几乎都没达到皮卡的水平，绝大多数功率还不到 350N m，排放高，燃油经济性差。而国外重型卡车不仅技术含量很高，甚至有的还高于乘用车水平，同时具备大功率，低排放和比较出色的燃油经济性。展望未来 5年，我国经济将继续保持高增长速度，我国的经济转型也将继续向前推动，国家对基本建设投资的力度加大，尤其是重型汽车生产企业。近几年，随着黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 国内重型载货汽车生产企业与国外重型载货汽车生产企业技术交流、合资合作的加强及发展，以及国内重型载货汽车生产企业为适应市场竞争的需要，研发工作受到广泛重视，在汽车舒适性、安全性、动力性、经济性、可靠性和环保性等方面取得了一定进步。据统计，全国主要 25家重卡车企的产能已经达到 100万辆以上 ,在 3预计国产重卡的产销量将膨胀达到 150 200 万辆 ,市场将饱和过剩，竞争将变得更加惨烈，届时将会有一半的重卡车企遭到淘汰。随着公路和铁路建设，现代物流业和节能减排工程以及民生工程的实施到位，必将为紧系国民经济建设的重卡产业带来新的发展机遇。无数的事实证明，如果我们没有自主创新的最终结果就是企业的发展强烈的依赖别人，落得极为被动的局面，因此我们应该清楚地认识到：在经济全球化的今天，技术并不能全球化，核心技术是买不来的，尤其像万向传动装置等技术，我们基本处于引进来照着搬的套路来的，在大量引进的同时，也失去了很多自主发展的机会 ,我国应掌握万向传动装置的核心技术，提高制造核心部件的能力，降低损耗，成本和投资风险。所以，必须把提高自主创新能力放在首位，加强我们的自己技术水平，努力做到最好。黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章方案的选择向传动装置基本组成的选择选定型货车车为前置后驱的布置形式，平头驾驶室。因其用途一般，则轴数根据其特点确定为两轴，驱动形式： 4 2，后轮驱动。在汽车行驶过程中，由于发动机的振动及不平路面的冲击等因素引起弹性悬架系统的振动，使变速器的输出轴和驱动桥的输入轴相对位置经常变化，故两根轴不能刚性地连接，而必须采用一般由两个十字轴万向节和传动轴组成的万向传动装置。在变速器与驱动桥之间距离较远的情况下，应将传动轴分成两段，并用三个十字轴式刚性万向节连接起来，且在中间传动轴后端加装中间支承。为了避免运动干涉 ,在传动轴中设有由滑动叉和花键轴组成的伸缩节 ,以实现传动轴长度的变化。空心传动轴具有较小的质量，能传递较大的转矩，比实心传动轴具有更高的临界转速，所以此传动轴管采用空心传动轴。根据给定的发动机功率、变速器最大传动动比、主速器传动动比计算出最大剪应力和弯曲应力，选取钢材的材料并查得其屈服极限，传动轴临界转速的校核。图动装置的布置向节类型的选择对万向节类型及其结构进行分析，并结合术要求选择合适的万向节类型。考虑到本毕业设计所针对的车型为重型货车，对其万向传动轴的设计应满足：制造加工容易、成本低，工作可靠承载能力强，使用寿命长，结构简单，调整维修方便等要求，且传动可靠 ,效率较高，目前允许两传动轴之间的交角一般为 15 20，在连接角较小时大都使用这种万向节。本设计选用十字轴式刚性万向节，带中间支承的两段式传动轴。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 字轴式万向节结构方案分析采用十字轴万向传动轴，为了避免运动干涉 ,在传动轴中设有由滑动叉和花键轴组成的伸缩节 ,以实现传动轴长度的变化。空心传动轴具有较小的质量，能传递较大的转矩，比实心传动轴具有更高的临界转速，所以此传动轴管采用空心传动轴。十字轴式万向节的基本构造，一般由一个十字轴、主动叉、从动叉、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。两个万向节叉上的孔分别松套在十字轴的两对轴颈上。为了减少磨擦损失，提高效率，在十字轴的轴颈处加装有由滚针和套筒组成的滚针轴承。重型汽车有时采取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。然后，将套筒固定在万向节叉上，以防止轴承在离心力作用下从万向节叉内脱出引起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。这样，当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。目前，最常见的滚针轴承轴向定位方式有普通盖板式、弹性盖板式、外卡式、内卡式、瓦盖固定式和塑料环定位式等。字轴万向节总成尺寸的确定与强度校核 1、十字轴车辆行驶时，由于扭矩传递的方向一致，十字轴的受力方向也一致。久而久之，造成十字轴轴颈的单边磨损，随着时间的推移，十字轴受力的一面便会磨损加大，起槽，以致于松旷发响。可以采取将十字轴在相对于原先位置转动 90再使用，这样可以延长使用时间。在组装时应注意将有油嘴的一面朝向传动轴，万向节叉应在十字轴上转动自如，不应有卡滞现象，也不应出现有轴向的间隙。十字轴主要失效形式是轴颈根部断裂，所以设计时应保证该处有足够的抗弯强度。 2、十字轴滚针轴承滚针轴承的结构分析：汽车万向节用滚针轴承的结构型式较多，但就滚针来说，主要有三种型式：锥头滚针、平头滚针及圆头滚针。为了防止在运输及安装过程中掉针，大多都采用锥头滚针。这种结构的轴承除滚针端头为圆锥形外，还多了一个挡针圈并且在外圈滚道与底道之间加工出基底凹槽，滚针圆锥头靠挡针圈及外圈基底凹槽挡住，从而避免了径向掉针。 3、连接螺栓在发动机前置后驱动的汽车中，连接变速器与驱动桥之间的传动轴是靠万向节叉与驱动桥或变速器的法兰盘组成的联轴器来传递转矩的，由于螺栓联接工作时即承受剪切力又承受轴向力，所以需校核抗拉强度，抗剪强度和抗挤压强度。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 4、万向节叉万向节叉与十字轴组成连接支承，在力 F 作用下产生支承反力，在与十字轴轴孔中心线成 45 截面处，万向节叉承受弯曲和扭转载荷，应对其弯曲应力w和扭应力b进行校核。 5、连接花键传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不易过大，且应按对应标记装配，以免装错而破坏传动轴总成的动平衡。传动轴的伸缩花键一端不应靠近后驱动桥，应靠近中间支承或变速器，以减小其轴向阻力和摩擦。间支承结构分析与设计在长轴距汽车上，为了提高传动轴临界转速，避免共振以及考虑整车总体布置上的需要，常将传动轴分段。在乘用车中，有时为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动看特性，减小噪声，也将传动轴分成两段。当传动轴分段时，需加设中间支承。中间支承通常安装在车架横梁上或车身底架上，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及车辆在行驶过程中由于弹性支承的发动机的窜动和车架等变形所引起的位移。目前广泛采用的橡胶弹性中间支承，其结构中采用单列球轴承，橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪声。这种弹性中间支承不能传递轴向力，它主要承受传动轴因不平衡、偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯矩所引起的径向力。在设计中间支承时，应合理选择橡胶弹性元件的径向刚度固有频率0r/免共振，保证隔振效果好。许用临界转速为 1000 2000r/于乘用车，取下限。当中间支承的固有频率依此数据确定时，由于传动轴不平衡引起的共振转速 1000 2000r/由于万向节上的附加弯矩引起的共振转速为 500 1000r/样就避免了中间支承与传动轴的共振。章小结通过本章方案的选择，能初步确定万向传动轴的方案及主要参数，选用开式两轴传动，根据万向节的类型选取适合本设计的万向节形式及连接方式，选用三个万向节十字轴式，同时也确定了万向节总成主要参数，最后分析传动过程的振动 ,确定中间支承的选择方案后选定支承方式，对总体的设计有了初步的方向和把握。黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 第 3 章万向传动轴总成的设计向传动轴总体概述及传动布置型式的选择万向传动轴与其所连接的万向节的结构有关。通常，万向传动轴由中间部分和端部组成。中间部分可分为实心轴或者为空心的轴管。空心的轴管具有较小的质量但能传递较大的转矩和更高的临界转速，故用作汽车传动系的万向传动轴。传动轴是将发动机输出的转矩经变速器传递给前驱和后驱的传动机构，转速达30007000r/动是传动轴总成设计需考虑的首要问题。尽管采取涂层技术来减小滑移阻力，但产生的滑移阻力仍为等速万向节的 1040 倍，而滑移阻力将产生振动。为选型设计提供依据，传动轴分为 J 型、 J 型（靠花键产生滑移 )、 J 型、 J 型 5 种类型。车辆的万向节传动，主要应用于非同心轴间和工作中相对位置不断改变的两轴之间的动力传递。装在变速器输出轴与前后驱动桥之间。变速器的动力输出轴和驱动桥的动力输入轴不在一个平面内。有的汽车根据总布置要求需将离合器与变速器分开一段距离，变速箱与驱动桥之间的相对位置和它们的输出、输出入轴之间的夹角不断发生变化。这时常采用一根或多根传动轴、两个或多个十字轴万向节的传动。下图（ a）单轴双万向节式（ b）两轴三万向节式图车的万向传动方案如图 a 为常用的单轴双万向节传动，如图 b 为连接距离较长且不宜于采用单轴双万向节传动的连接。由于参考车型轴距为，故选取如图 b 的传动方案。黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 动轴断面尺寸的确定与强度校核动轴的运动分析传动轴的长度和夹角及它们变化范围，由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，套管叉与花键轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。传动轴夹角的大小影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴旋转的不均匀性。当传动轴长度确定后，其断面尺寸必须保证有足够的强度，并能承受相当的转速。其许用的传动轴转速，不应超过临界转速。所谓临界转速，即当某个长度为两支点中旋转时，如图示，由于轴自身的重力作用，使传动轴中心（即质量中心）相对轴线有一偏移量（初挠度） e，如果再考虑到轴与孔的间隙，传动轴质量的不均匀，则 e 将再增大。当此轴旋转时，在质量中心必有离心力的作用，这个离心力又将引起传动轴的进一步弯曲，产生附加挠度 y。由于重力的大小和方向是不变的，而离心力的大小与方向是改变的，故使传动轴的弯曲力（垂直力与离心力的向量和）也周期性的变化着，从而传动轴的挠度也随时在变化。即传动轴的旋转，将伴随有弯曲振动，它的频率即等于传动轴的转速。当传动轴的转速接近于它的弯曲自然振动频率时，即出现共振现象，振幅（挠度）急剧增加，致使传动轴折断，这一转速即为传动轴的临界转速。图向节传动轴的弯曲振动传动轴的临界转速与轴的直径、长度和支承点数目有关。设传动轴转速为)/( 。作用在传动轴上的离心力则为：黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 2)( （式中 :m 传动轴的质量。这时离心力被与长度成正比的材料弹性力 p 所平衡，由材料力学得知： 8 （式中： E 传动轴材料的抗拉弹性模数， 101021E N/ L 支承长度，取两万向节的中心距离（ I 轴剖面对其对称轴线（直径）的转动惯量（系数 c 与受载情况、支承型式有关，当载荷在两端自由支承的梁上沿长度平均分布时 5384c ，而在同样受载情况下，对两端固定支架支承的梁 384c ； P 材料弹性力。由平衡条件得： 32)( （解得： 232（式中： e 初挠度； y 附加挠度；传动轴角速度。当 23 时，轴的挠度 y 趋于无穷大，即若轴以与此相应的角速度 0h 旋转时必将折断。这时： 300 602 In （对于直径为 D 的实心轴，由力学得知 644 ， 42 （式中：传动轴材料单位体积重量。由此，对于两端自由支承（开式传动轴），且载荷沿轴长平均分布的轴，其临界黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 转速为： 280 Dn k r/ （对于两端有固定支承的轴（轴封闭于传动轴套管中的闭式传动轴），则： 280 Dn k r/ （对于大量采用的空心轴，若其剖面外径 D，内径为 d，则： )(64)(64 222244 )(4 22 于是两端自由支承的轴： 22280 r/ （对两端固定支承的轴，则： 22280 r/ （以上各式中 D、 d、 L 均用同样的长度单位（毫米）。对于绝大多数开式传动轴，可按两端自由支承的轴来计算，工作长度 L 可取两万向节中心间距离。如为闭式传动轴，可按两端固定支承的轴承计算，工作长度 L 可取两轴承中心间距离。从上面公式可以看出：当传动轴外径相同时，空心轴的临界转速比实心的要高。这就是为什么传动轴广泛采用空心轴的原因之一。同时还可看出当 L 增加， 0降，为了提高 0缩短传动轴长度，增大轴管内外径。所以当 1500L ，常采用中间支承。当传动轴外径相同时，空心轴的临界转速比实心的要高。为了提高 0制造方面采取的主要措施是；用质量分面比较均匀的焊接钢管代替无缝钢管；作轴管的钢板厚度一般取每根传动轴总成应进行动平衡检验，保证不平衡度在规定范围以内，如果不合格应进行校正（贴焊平衡块）并使偏心振摆也在公差以内。黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 在确定传动轴截面尺寸时，一定要使传动轴的实际最大转速小于其临界转速，其安全系数 k 应在以下范围内。（式中：为对应于车辆最大行驶速度时，传动轴的转速。如果传动轴的动平衡很好，而且花键连接制造精度很高，此时临界转速的安全系数，可取较小值。当传动轴质量不平衡或花键连接处磨损出间隙后，传动轴就能在低于临界转速下发生破坏。表某载重汽车的实验数据，传动轴总成应进行动平衡试验，其不平衡度为：对轿车及轻型客、货车，30006000r/不大于 12N 5t 以上的货车，在 10004000r/不大于10N字轴端面磨损会使其轴向间隙及窜动增大而影响动平衡，因此应严格控制该间隙或采用弹性盖板，有的可加装端面滚针轴承，传动轴总成的径向全跳动动应不大公式以确定传动轴总成的最大可能长度，如果它小于汽车总布置所要求的传动轴尺寸，则需在变速器和后驱动桥之间安置两根万向传动轴，且在它们的联接处（在前传动轴后端）需设置固定在车架车身上的中间支承。在某些轿车上，为了缩短传动轴的长度而采用加长的变速器。表载重汽车传动轴的破坏转速与行驶里程的关系行驶里程（ 0 17000 100000 在重心平面上的振摆（坏转速与临界转速之比（0/ kv 传动轴的临界转速本设计传动方式为开式、两轴，三个万向节带中间支承形式。解放牌型载货汽车主要技参数见附录。由安全系数，得计算临界转，取 k=速对应黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 于车辆最大行驶速度时，传动轴的转速 5ke 式中：发动机最大功率时的转速 2600 5变速器最高档传动比 15：2600126005m a xm a x ke r/ 将 2600nr/入得： a x ko r/ 4000 传动轴管内外径确定选取主传动轴进行计算：电焊管参数应按冶金部标准取。表出外径 D=6095标准参数值。表 60 95焊钢管（外径（钢管厚度（ 60 70 75 3 9 5 龙江工程学院本科生毕业设计 13 由于传动轴为开式，两端自由支承所以临界转速按公式算。设主传动轴外径为2径为2动轴管厚度为 B。初选传动轴管外径 95度2B 914952 cc 4000r/传动轴长度1400cL 径 95cD 径 91cd 入： m i n/80541400 22822280 经计算主传动轴符合临界转速设计要求。动轴扭矩强度校核在按临界转速0需要进行扭转强度验算，由于传动轴夹角引起的附加扭矩和弯矩很小，所以为了计算简单，将不考虑由于夹角而引起的附加扭矩和弯矩，只按纯扭矩计算其扭转应力。传动轴的最大扭转应力 (按下式计算：（式中： T 传动轴的计算扭矩， N W 抗扭断面模量，对空心轴 )(1644D 。将 W 代入上式，则传动轴扭转强度应满足以下要求： )( 16 44 cc （式中：许用扭转应力， 300 动轴计算扭计算公式如下 : n 1 式中：发动机最大转矩 (N 30608 n 计算驱动桥数，后桥驱动车辆，所以取 1n ； 1i 变速器一挡传动比，配的变速器一挡传动比 i ；发动机到万向传动轴之间的传动效率，取；黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 猛接离合器所产生的动载系数，液力自动变速器 1 有手动操纵机械变速器的高性能赛车 3能系数 0102 性能系数 m a e 0 当式中：汽车满载质量（若有挂车，则要加上挂车质量），术参数查得： 14100608m。 1 0 a x0 1 将 3m 0608 1n 、 i 、、 1入公式： 1 811m a xn 3987400N传动轴计算扭矩 3987400T N动轴管外径 95径91cd 入公式： 195(9874009516)( 16 4444 D 经计算主传动轴轴管符合设计要求，能保证在各种工况下有效的传递转矩。由于中间传动轴比主传动轴短，所以主传动轴轴管的外径和管壁厚度同样适用于中间传动轴。接花键的设计传动轴滑动花键的设计黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 汽车行驶过程中，变速器与驱动桥的相对位置经常变化。为避免运动干涉，传动轴中设有由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来以实现传动轴长度的变化。滑动花键有矩形花键和渐开线花键两种形式。本设计选矩形花键，用于补偿由于汽车行驶时传动轴两端万向节之间的长度变化。为减小滑动花键的轴向滑动阻力及磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层，外层设有防尘罩，间隙小一些，以免引起传动轴的振动。有的则是在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，从而提高传动效率。花键齿与键槽按对应标记装配，以保持传动轴总成的动平衡。动平衡的不平衡度由电焊在轴管外的平衡片补偿。装车时传动轴的伸缩花键一端应靠近变速器，减小其轴向阻力和磨损。其结构图如图图向传动轴花键轴结构简图 123456 78910其主要参数可按照机械设计手册选取。下表出了部分系列花键的基本尺寸：初选花键断面基本尺寸 NdDB 为 1662726。矩形花键主要有下图示四种形式：由于汽车上所用的花键要求可以沿轴向滑动，所以选 A 型花键。表出了部分矩形内花键长度：根据表给出的长度，初选花键长度 95l 键轴孔长度 185L 在选定花键尺寸后，还应对作用在花键轴上的扭转应力 h (作用在齿侧的挤压应力y(行校核。黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 表形花键基本尺寸系列（摘自 1144 （规格 N D d N 键数 N 大径 D 小径 d 键宽 N 10 103 93 14 10 102 92 14 10 113 103 16 112 102 16 10 125 113 18 125 112 18 10 140 125 20 140 125 20 10 160 145 22

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