传动轴设计计算

1、编号:传动轴设计计算书编制：日期：校对：日期:审核：日期:批准：日期:一. 计算目的我们初步选定了传动轴，轴径选取27（详见传动轴设计方案书），动力端选用球面 滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由 1根等速万向节传动轴驱动。通过 计算，校核选型是否合适。二. 计算方法本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲 劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、42CrMo40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mrn左右，轴端花键挤压应力可

2、达到196 N/mrn。传动轴校核计算流程：传动轴校核计算轴管直径诜择 I花键齿侧挤压应力校核传动轴最大转挤压应力计算速nmax计算临界转速ne计算扭转应力计算判定条件判定条件判定条1.1 轴管直径的校核校核：两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速小d2ne 1.2x102 (r/mi n)式中L传动轴长，取两万向节之中心距：mmD为传动轴轴管外直径：mmd 为传动轴轴管内直径：mm各参数取值如下：D= 27mm d= 0mm取安全系数KF/n max,其中nmax为最高车速时的传动轴转速,取安全系数 K= ne/n maX=1.22.0。实际上传动轴的最大转速 nmax=nJ (i

3、gX i ), r/min其中：nc发动机的额定最大转速，r/min ；i g-变速器传动比;i o-主减速器传动比。1.2 轴管的扭转应力的校核校核扭转应力：=16 DT j 4 (N/mrr)D 4 d 4许用应力，取=539N/mrT高合金钢(40Cr、40MnB等)、中频淬火抗拉应 力980 N/mm,工程应用中扭转应力为抗拉应力的 0.50.6，取该系数为0.55 , 由此可取扭转应力为 539 N/mm，参考GB 3077-88式中：Tj传动系计算转矩，N mm Tj Temaxig1ig0kd /2 N mTemax发动机最大转矩N mi；!i gi-变速器一档传动比或倒档传动比

4、；i g0 主减速器传动比kd动载系数n -传动效率1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核传动轴花键齿侧挤压应力的校核Tj (N/mrf)(屮(TZL 42式中：Tj 计算转矩，Nmn;D 1Q2 花键的外径和内径，mmZ花键齿数L 花键有效长度. 许用挤压应力，花键取.=192 N/mni。（详见汽车设计390页）1.4参考资料1. 张洪欣.汽车设计（第二版）.北京：机械工业出版社，19892. 刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，20023. 汽车工程手册编写组编.汽车工程手册（设计篇）.北京：机械工业出版社，20014. 汽车设计标准资料手册（金属篇）.出版社：中国汽车技术研究中心三.

5、 计算过程传动轴花键参数固定节外花键参数齿形渐开线模数1压力角45齿数25节径25大径0 26 25小径 24max量棒直径2量棒跨距0.02328.368 .61花键长46变速器参数:变速器型号F5M42- Z F6NA型式五挡手动变速箱，机械式拉索操纵各挡速比一挡3.917二挡1.95三挡1.3四挡0.941五挡0.75倒挡3.462差速器型式双曲面锥齿轮主减速比4.5631.1 轴管直径的校核根据所传动最大转矩、最高转速和传动轴长度，按有关标准选取轴管外直径及壁厚根据同型样车取 D= 27mm d= Omm校核:两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速ne 1.2x1087 d (

6、r/min)式中L传动轴长，取两万向节之中心距： mm各参数取值如下：D= 27mr，i d= Omm其中左传动轴长L = 438.2mm右传动轴长L= 737.8mm取其中较长的一个 L= 737.8mm代入得：n e=5952r/min取安全系数K=re/n ma,其中nmax为最高车速时的传动轴转速, 取安全系数 K=n7nma=1.22.0。实际上传动轴的最大转速 nmax=nJ (i gX i ), r/min其中：nc发动机的额定最大转速，r/min ；i g变速器传动比；i o主减速器传动比。各参数取值如下：nc= 5500 r/mi n由上表参数得：nma尸5500/ (i o

7、X i 5)= 5500/ (4.563 X 0.75 )= 1607 r/min代入数值后 K= 5952/1607=3.72.0由此 27mn轴可满足要求1.2 轴管的扭转应力的校核校核扭转应力：16 DT jd4(N/mrr)许用应力，取=539N/mm高合金钢（40Cr、40MnB等）、中频淬火抗拉应 力980 N/mm,工程应用中扭转应力为抗拉应力的 0.50.6，取该系数为0.55 , 由此可取扭转应力为 539 N/mm，参考GB 3077-88Tj传动系计算转矩，Nmm Tj TemaxigJg0kd /2 N mTemax-发动机最大转矩N，mmi g1 变速器一档传动比或倒

8、档传动比；i go主减速器传动比kd动载系数n -传动效率各参数取值如下：Temax= 193 N m i g1= 3.462i g0= 4.563 kd= 1n =85%按试验数据最大转矩 Tj=193 X 3.462 X 4.563 X 1 X 0.85/2 = 1296 N m2=335 N/mm取安全系数1.5得=503N/mrm2539 N/mm由此 27mntt可满足要求1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核I (N/mri) j传动轴花键齿侧挤压应力的校核D1 D 2)( D1D 2)zl42式中:Tj 计算转矩，Nmm1,D2 花键的外径和内径,mmZ花键齿数花键有效长度j许用挤压应力，花键取訂=192 N/mn2。（详见汽车设计390页）变速器端花键轴 D1= 28mm D2邛26mm变速器端花键轴Z= 27, L = 27.1 mm校核：代入得车轮端花键轴=131.1 N/mm2192