万向传动轴设计说明书

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1、中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计摘要关键词目录1概述…………………………………………………………………021.1结构方案选择……………………………………………………031.2计算传动轴载荷…………………………………………………041.3十字轴万向节设计………………………………………………051.4传动轴的计算与强度校核………………………………………081.4.1传动轴………………………………………………………081.4.2花键轴………………………………………………………091.5参考文献…………………………………………………………101.概述万向传动轴一般是由万向节、传动

2、轴和中间支承组成。主要用于在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。万向传动轴设计应满足如下基本要求：1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。2.保证所连接两轴尽可能等速运转。3.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。4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。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，采用万向传动轴。原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速Umax=90km/h最大爬坡度ima

3、x≥28%汽车总质量ma=9290kg满载时前轴负荷率25.4%外形尺寸总长La×总宽Ba×总高Ha=6910×2470×2455mm3轴距L=3950mm前轮距B1=1810mm后轮距B2=1800mm迎风面积A≈B1×Ha空气阻力系数CD=0.9轮胎规格9.00—20或9.0R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡1.1结构方案选择本设计所选车型为中型货车，轴距为3950mm，所以传动轴选中主传动轴与中间传动轴两段轴，避免由于传动轴过长时固有频率会降低而产生共振，并加设中间支承。考虑到轴与轴同心以及车架变形，采用十字轴式万向传动轴，为避免运动干涉，在传动轴中设有有滑动叉

4、和花键轴组成的伸缩节。中间支承万向传动轴十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，但所连接的两轴夹角不宜太大。当夹角增加时，万向节中的滚针轴承寿命将下降。普通的十字轴式万向节：1.组成：由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承、轴向定位件和橡胶密封件；2.特点：结构简单、强度高、耐久性好、传动效率高、成本低，但夹角不宜过大；3.轴向定位方式：盖板式，卡环式，瓦盖固定式，塑料环定位式；4.润滑与密封：双刃口复合油封，多刃口油封。1.2计算传动轴载荷发动机最大转矩:驱动桥数n=1，发动机到万向传动轴之间的传动效率η=0.9，猛接离合器所产生的动载系数：=0;所以=1，液力

5、变矩器变矩系数k={(k0-1）/2}+1=1,变速器一挡传动比=7.31,分动器传动比=1满载状态下一个驱动桥上的静载荷G1=（1-25.4%）mag=67917.3N，发动机最大加速度的前轴转移系数=1.2，轮胎与路面间的附着系数φ=0.85，车轮滚动半径rr=0.48,主减速比i0=6.33主减速器从动齿轮到车轮之间传动比im=4.5,主减速器主动齿轮到车轮之间传动效率ηm=0.9所以：∵T1=min{Tse1,Tss1}∴T1=1.3十字轴万向节设计确定十字轴尺寸：查阅汽车设计等资料，结合其他汽车的十字轴万向节尺寸，选定下面的十字轴参数。确定滚针轴承尺寸：根据已知条件选取滚针

6、轴承WN2532T。①作用于十字轴轴颈中点的力为F，则α为万向传动轴的最大夹角，F=17049.16N②十字轴轴颈根部的弯曲应力σw和切应力τ应满足σw=≤[σw]τ=≤[τ]合力F作用线到轴颈根部的距离s=13.5mm，[σw]为弯曲力的许用值，为250-350Mpa，[τ]为切应力的许用值，为80-120Mpa∴σw=151.71Mpa<[σw]τ=38.71Mpa<[τ]故十字轴轴颈根部的弯曲应力和切应力满足校核条件①十字轴滚针的接触应力应满足：σj=272≤[σj]式中，滚针直径d0=3mm，滚针工作长度Lb=L-(0.15~1.00)，L为滚针工作长度，取Lb为20.3mm

7、，在合力F作用下一个滚针所受的最大载荷Fn=：i为滚针列数，取一列；Z为每列中的滚针数，近似计算取为28，=2800.93N,所以σj=1952.18Mpa当滚针和十字轴轴颈表面硬度在58HRC以上时，许用接触应力为30003200MPa。即：σj<[σj]故十字轴滚针轴承的接触应力校核满足。②万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°的截面处，万向节叉承受弯曲和扭转载荷，其弯曲应力σw和扭应力τb应满足σw=Fe