开题报告--汽车万向传动装置设计及有限元分析

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1、毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名储玲艳班级B机制096班学号0910101608指导教师吕红明完成日期2013年2月28日课题名称：汽车万向传动装置设计及有限元分析一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1．课题来源科研项目2.课题研究的主要内容基于CAXA绘制万向传动装置的二维图纸。通过建立万向传动装置三维模型，然后导入有限元进行力学分析，以研究它的固有频率，并进行强度校核。3.国内外现状随着汽车行业的日渐成熟，特别是近几十年来汽车工业大发展以来，汽车行业对世界经济的发展和人类

2、社会的进步产生了巨大影响。现今生活中的汽车的普及极大的扩大了人们的活动范围，也加快了人类的生活节奏。因此，汽车成为了人类生活中不可或缺的一部分。如今，汽车的设计要求提高汽车的技术水平，使其承载能力更强，动力性更好，污染更少，使用性能更好更安全，更可靠，更经济舒适。本设计的研究对象是汽车的万向传动装置，其作为汽车传动系统中的重要部件，零件的结构方案、材料的选择、所受力的分析是本文探讨设计的重点。万向传动装置主要包括万向节和传动轴，对于传动距离较远的分段式传动轴，为了提高传动轴的刚度，有的还设置有中间支承。万向传

3、动装置在汽车上的应用主要有以下几个方面：1)变速器与驱动桥之间。一般汽车的变速器、离合器与发动机三者装合为一体装在车架上，驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动，会使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。2)变速器与分动器、分动器与驱动桥之间（越野汽车），消除车架变形及制造、装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响，须装有万向传动装置。3)转向驱动桥的内、外半轴之间，转向时两段半轴轴线相交且交角变化，因此要用万向节。4)断开式驱动桥的半轴之间，主减速器壳在车

4、架上是固定的，桥壳上下摆动，半轴是分段的，须用万向节。5)转向机构的转向轴和转向器之间，有利于转向机构的总体布置。在汽车上使用的万向节可以从不同的角度分类。按其刚度大小，可分为刚性万向节和柔性万向节。刚性万向节按其速度特性分为不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（双联式和三销轴式）和等速万向节（包括球叉式和球笼式）。目前在汽车上应用较多的是十字轴式刚性万向节和等速万向节。十字轴式刚性万向节主要用于发动机前置后轮驱动的变速器与驱动桥之间，等角速万向节主要用于发动机前置前轮驱动的内、外半轴之间。（1）十

5、字轴式刚性万向节。十字轴式刚性万向节主要由十字轴、万向节叉等组成。万向节叉上的孔分别套在十字轴的四个轴颈上。在十字轴轴颈与万向节叉孔之间装有滚针和套筒，用带有锁片的螺钉和轴承盖来使之轴向定位。为了润滑轴承，十字轴内钻有油道，且与油嘴、安全阀相通。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，十字轴轴颈的内端套装着油封。安全阀的作用是当十字轴内腔润滑脂压力超过允许值时，阀打开润滑脂外溢，使油封不会因油压过高而损坏。现代汽车多采用橡胶油封，多余的润滑油从油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，故无需安装安全阀。（2）等速万向节。等

6、速万向节的基本原理是传力点永远位于两轴交点的平分面上。一对大小相同锥齿轮的接触点位于两齿轮轴线交角的平分面上，由接触点到两轴的垂直距离都等于半径。接触点处两齿轮的圆周速度相等，两齿轮的角速度也相等。可见，若万向节的传力点在其交角变化时，始终位于两轴夹角的平分面上，就能保证等速传动。等速万向节的常见结构形式有球笼式和球叉式。传动轴是万向传动装置中的主要传力部件。通常用来连接变速器(或分动器)和驱动桥，在转向驱动桥和断开式驱动桥中，则用来连接差速器和驱动车轮。传动轴有实心轴和空心轴之分。为了减轻传动轴的质量，节省

7、材料，提高轴的强度、刚度，传动轴多为空心轴，一般用厚度为1.5~3.0mm的薄钢板卷焊而成，超重型货车则直接采用无缝钢管。二、解决方案及预期效果1.解决方案（1）了解汽车万向传动装置的自身条件，根据具体问题进行分析，所设计的万向节结构首先需要符合原来结构的功能要求（2）用Catia软件建立万向传动装置的三维模型（3）对装置进行运动仿真，应用有限元进行分析万向传动装置的固有频率2.预期效果（1）查阅资料，分析实验内容及方向，深入了解万向传动装置（2）讨论并设计实验方案，进行可行性论证分析确定项目实施方案（3）计

8、算说明书，进行强度校核分析（4）用Catia三维建模（5）用有限元进行分析，得出其固有频率三、课题进度安排12月23日～1月19日．毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。1月6日～2月28日．开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告，前期检查。2月24日～4月30日．设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图，中期检查。5月1日～5月29日．设计完善工作阶段。完善设