2013年重型载货汽车万向传动轴设计说明书

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1、汽车设计课程设计说明书题目：重型载货汽车万向传动轴设计姓名：xx学号：200924xxxx同组者：xxxxxx专业班级：09车辆工程2班指导教师：xxxxxxxx-18-/19商用汽车万向传动轴设计摘要万向传动轴在汽车上应用比较广泛。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。本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。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

2、输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。目录一、概述……………………………………………………………04-18-/19一、货车原始数据及设计要求……………………………………05二、万向节结构方案的分析与选择………………………………06三、万向传动的运动和受力分析…………………………………08四、万向节的设计计算

3、……………………………………………11五、传动轴结构分析与设计计算…………………………………17七、参考文献…………………………………………………………20-18-/19概述汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动（图1—1a、b）。当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段或三段，万向节用三个或四个。此

4、时，必须在中间传动轴上加设中间支承。在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。当后驱动桥为独立悬架结构时也必须采用万向节传动（图1—1d）。万向节按扭转方向是否有明星的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节两类。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的为普通十字轴式），等速万向节（球叉式、球笼式等），准等速万向节（双联式、凸块式、三肖轴式等）。万向节传动应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，保证所连接两轴尽可能同步运转，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。-18-

5、/19万向传动轴设计应满足如下基本要求：1）、保证所连接的两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；由万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许的范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。3）、传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。二、货车原始数据及设计内容2.1原始数据最大总质量：28000kg发动机的最大输出扭矩：Tmax=1050N·m（n=1400r/min）；轴距：1950+4550+1350mm；轮胎选取：11.00R20，空载直径：1090mm、满载半径：520mm变速器传动比:i0=8.626、i1=12

6、.961、i10=12.2设计要求：1．查阅资料、调查研究、制定设计原则2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩和使用工况)及总布置图，选择万向传动轴的结构型式及主要特性参数，设计出一套完整的万向传动轴，设计过程中要进行必要的计算与校核。3．万向传动轴设计和主要技术参数的确定-18-/19（1）万向节设计计算（2）传动轴设计计算（3）完成空载和满载情况下，传动轴长度与传动夹角变化的校核4．绘制万向传动轴装配图及主要零部件的零件图三、万向节结构方案的分析与选择3.1、十字轴式万向节普通的十字轴式万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。目前常见的滚针轴承

7、轴向定位方式有盖板式(图3—1a、b)、卡环式(图3—1c、d)、瓦盖固定式(图3—1e)和塑料环定位式(图3—1f)等。盖板式轴承轴向定位方式的一般结构(图3—1a)是用螺栓1和盖板3将套筒5固定在万向节叉4上，并用锁片2将螺栓锁紧。它工作可靠、拆装方便，但零件数目较多。有时将弹性盖板6点焊于轴承座7底部(图3—1b)，装配后，弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力，以免高速转动时由于离心力作用，在十字轴端面与轴承座底之间出现间隙而引起十字轴轴向