【正文】 圖 所示，由于軸自身的重力作用，使傳動軸中心（即質(zhì)量中心）相對軸線有一偏移量（初撓度） a，如果再考慮到軸與孔的間隙，傳動軸質(zhì)量的不均勻，則 a 將再增大。設(shè)計時應(yīng)保證在傳動軸長度處在最大值時，套管叉與花鍵軸有中夠的配合長度；而在長度處于最小時，兩者不頂死。圖 為用于汽車變速箱與驅(qū)動橋之間的不同萬向傳動方案。 裝在變速器輸出軸與前后驅(qū)動橋之間。 傳動布置型式 的 選擇 萬向節(jié)傳動軸是汽車傳動系的重要組成部件之一。選用、設(shè)計不當(dāng)會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加負荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn) ..。許用臨界轉(zhuǎn)速為 1000~2021r/min， 對于乘用車，取下限。 中間支承的設(shè)計與校核 在長軸距汽車上，為了提高傳動軸臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整車 總體布置上的需要，常將傳動軸分段。為了防止在運輸及安裝過程中掉針，國內(nèi)的協(xié)作配套廠家 大多都采用錐頭滾針 [5]。 萬向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 十字軸 十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要是十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸的滾針軸承帽工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。為了減少磨擦損失，提高效率 ，在十 字軸的軸頸處加裝 有由滾針和套筒組成的滾針軸承。 萬向節(jié)類型的選擇 對萬向節(jié)類型及其結(jié)構(gòu)進行分析，并結(jié)合（ CA1041）技術(shù)要求選擇合適的萬向節(jié)類型。 綜合以上國內(nèi)外文獻和相關(guān)書籍可以看出：隨著計算機的發(fā)展、各種計算機輔助軟件的設(shè)計開發(fā)，如 :Pro/E、 CAD、 CATIA 等以及有限元分析等設(shè)計理論的發(fā)展，必然會給萬向節(jié)的設(shè)計、研發(fā)帶來日新月異的進展，萬向節(jié)及傳動軸的設(shè)計己逐步實現(xiàn)自動化，集成化 ，智能化。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié) 、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。 這 是 可靠 性 和最優(yōu)化設(shè)計的有機結(jié)合 。 臨界轉(zhuǎn)速具有離散性 。 因此導(dǎo)致共振現(xiàn)象使傳動軸斷裂 .尤其是高速軸。目前國內(nèi)外都將以 NVH(噪音，振動，嘯聲 )為設(shè)計目標(biāo)，為了滿足這類要求，汽車制造廠對 該總成的設(shè)計 要求越來越嚴(yán)格 。選用、設(shè)計不當(dāng)會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加負荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)， 因此該總成設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。 37 結(jié)論 35 本章小 結(jié) 29 聯(lián)接螺栓 24 滾針軸承 24 十字軸 23 萬向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 20 單十字軸萬向節(jié)的受力分析 19 萬向節(jié)的受力分析 12 中間傳動軸花鍵的設(shè)計 9 主傳動軸滑動花鍵的設(shè)計 3 第 2 章 傳動軸總成的設(shè)計 1 研究內(nèi)容 及方法 II 第 1 章 緒 論 關(guān)鍵字 ：傳動軸；萬向節(jié)； 中間支承； 設(shè)計；校核 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 II ABSTRACT The universal drive shaft of automotive is posed of transmission shaft and cardin joint. The main function of the universal drive shaft is to transmitting torque and rotation movement between two shafts whose relative position is variation in the working process. At the beginning of this century the transmission shaft and cardin joint play an important role in the development of automobile industry. As the development of automobile industry, the automobile demand that the design and verification of transmission shaft and cardin join stricter in the efficiency, intension, durability and noise performance. This graduation design chooses existing production business enterprise of basis is producing the car type(CA1041) of ten thousand to spread to move to equip the conduct and actions design prototype. Under the conditions of the main technical parameters of the given vehicle, installation location of engine, transmission and other major assembly are determined , the structure of the vehicle is analysised, the transmission shaft layout program is determined. Two shaftthree cardin joints is adapted. After determining the transmission options, the right drive shaft and universal joint assembly, intermediate bearing assembly is designed, so that the assembly can be used in normal situations and the life within no failure. Keywords： Transmission shaft； Cardin joint； Middle supporting； Design ； Verification 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 目 錄 摘 要 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代汽車對萬向節(jié)與傳動軸的效率、強度、耐久性和噪聲等性能方面的設(shè)計及計算校核要求也越來越嚴(yán)格。本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 I 摘 要 汽車的萬向傳動軸是由傳動軸、萬向節(jié) 兩個主要部件聯(lián)接而成，在長軸距的車輛中還要加裝中間支承。本畢業(yè)設(shè)計 將依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型 (CA1041)的萬向傳動裝置作為設(shè)計原型 。 I Abstract 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢 2 傳動軸方案的選擇及主要參數(shù)的確定 5 傳動軸斷面尺寸的確定與強度校核 22 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 多十字軸萬向節(jié)傳動 26 聯(lián) 接元件的設(shè)計 29 萬向節(jié)叉 41 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 1 第 1章 緒 論 選題的目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，對汽車節(jié)能、舒適與輕量化的要求越來越 高。 國內(nèi) 外 研究現(xiàn)狀 、發(fā)展趨勢 傳動軸 普遍采用具有較高的強度的薄鋼板卷焊而成的空心軸，超重型貨車的傳動軸則直接采用無縫鋼管制成。隨著 Matlabl 軟件的開發(fā)，國內(nèi)對傳動軸的設(shè)計己從傳統(tǒng)設(shè)計向模糊可靠性設(shè)計發(fā)展。為 避免共振產(chǎn)生應(yīng)進行振動計算 。 它不是一個點 ， 而是一個區(qū)域。 萬向節(jié)是實現(xiàn)萬向傳動的關(guān)鍵，萬向節(jié)性能的優(yōu)劣直接影響到整車的行駛性 能、動力性、 舒適性。 等速萬向節(jié) 因 其加工制造精度高、難度大，需成套引進國外專用加工生產(chǎn)設(shè)備， 且 投資費用大、價格高，已成為實現(xiàn)國產(chǎn)化的關(guān)鍵問題之一。 研究內(nèi)容及方法 傳動軸方案的選擇 及主要參數(shù)的確定 在汽車行駛過程中，由于發(fā)動機的振動及不平路面的沖擊等因素引起彈性懸架系統(tǒng)的振動，使變速器的輸出軸和驅(qū)動橋的輸入軸相對位置經(jīng)常變化，故兩根軸不能剛性地連接，而必須采用一般由兩個十字軸萬向節(jié)和傳動軸組成的萬向傳動裝置。 考慮到本畢業(yè)設(shè)計所針對的 車 型為中輕型貨車，對其萬向傳動軸的設(shè)計應(yīng)滿足：制造加工容易、成本低，工作可靠承載能力強，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整維修方便等要求，本 設(shè)計 選用十字軸式萬向節(jié)，帶中間支承的兩段式傳動軸。然后，將套筒固定本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 3 在萬向節(jié)叉上，以防止軸承在離心力作用下從萬向節(jié)叉內(nèi)脫出。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過 時便應(yīng)報廢。 這種結(jié)構(gòu)的軸承除滾針端頭為圓錐形外，還多了一個擋針圈并且在外圈滾道與底道之間加工出基底凹槽，滾針圓錐頭靠擋針圈及外圈基底凹槽擋住，從而避免了徑向掉針 。在乘用車中，有時為了提高傳動系的彎曲剛度，改善傳動系彎曲振動看特性，減小噪聲，也將傳動軸分成兩段。當(dāng) 中間支承的固本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 4 有頻率依此數(shù)據(jù)確定時，由于傳動軸不平衡引起的共振轉(zhuǎn)速 1000~2021r/mim， 而由于萬向節(jié)上的附加彎矩引起的共振轉(zhuǎn)速為 500~1000r/min，這樣就避免了中間支承與傳動軸的諧振 [6]。 傳動軸是將發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)知經(jīng)分動器傳遞給前 驅(qū) 和后 驅(qū) 的傳動機構(gòu)，轉(zhuǎn)速 達3000~7000r/min,振動是傳動軸總成設(shè)計需考慮的首要問題。傳動軸選用與設(shè)計布置的合理與否直接影響傳動系的傳動性能。變速器的動力輸出軸和驅(qū)動橋的動力輸入軸不在一個平面內(nèi)。 （ a） 單軸雙萬向節(jié)式 （ b） 兩軸三萬向節(jié)式 圖 汽車的萬向傳動方案 [7] 本科機械畢業(yè)設(shè)計論文 CAD圖紙 401339828 6 如圖 a 為常用的單軸雙萬向節(jié)傳動， 如圖 b 為連接距離較長且不宜于采用單軸雙萬向節(jié)傳動的連接 。傳動軸夾角的大小影響萬 向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。當(dāng)此軸旋轉(zhuǎn)時，在質(zhì)量中心必有離心力的作用，這個別離心力又將引起傳動軸的進一步彎曲，產(chǎn)生附加撓度 y。 圖 萬向節(jié)傳動軸的彎曲振動 傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速與軸 的直徑、長度和支承點數(shù)目有關(guān)。對于絕大多數(shù)開式傳動軸，可按兩端自由支承的軸來計算，工作長度 L 可取兩萬向節(jié)中心間距離。同時還可看出當(dāng) L 增加， 0kn 下降，為了提高 0kn 可縮短傳動軸長度，增大軸管內(nèi)外徑。在確定傳動軸截面尺寸時，一定要使傳動軸的實際最大轉(zhuǎn)速小于其臨界轉(zhuǎn)速。表 為某載重汽車的實驗數(shù)據(jù)， vn 表示傳動軸破壞轉(zhuǎn)速 [8]。十字軸端面磨損會使其軸向間隙及竄動增大而影響動平衡，因此應(yīng)嚴(yán)格控制該間隙或采用彈性蓋板，有的可加裝端面滾針 軸承，傳動軸總成的徑向全跳動動應(yīng)不大 ~。 解放牌CA1041K26L— Ⅱ 載貨汽車主要技參數(shù)見附錄。表 給出外徑 D=60~95mm 的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值。 在按臨界轉(zhuǎn)速 0kn 初選軸管斷面尺寸以后，還需要進行扭轉(zhuǎn)強度驗算，由于傳動軸夾角 α 引起的附加扭矩和彎矩很小，所以為了計算簡單，將不考慮由于夾角 α 而引起的附加扭矩和彎矩，只按純扭矩計算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。mm； N— 計算驅(qū)動橋數(shù)， CA1041 為后橋驅(qū)動車輛，所以取 1?n ； 1i — 變速器一擋傳動比 ， CA1041 裝配的變速器一擋傳動比 ?i ； ? — 發(fā)動機到萬向傳動軸之間的傳動效率，取 ?? ； dk — 猛接離合器所產(chǎn)生的動載系數(shù)，液力自動變速器 1?dk ，具有手動操縱的機械變速器的高性能賽車 3?dk ，性能系數(shù) 0