【正文】 圖 所示，由于軸自身的重力作用，使傳動(dòng)軸中心（即質(zhì)量中心）相對(duì)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(dòng)軸質(zhì)量的不均勻，則 a 將再增大。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，套管叉與花鍵軸有中夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處于最小時(shí)，兩者不頂死。圖 為用于汽車(chē)變速箱與驅(qū)動(dòng)橋之間的不同萬(wàn)向傳動(dòng)方案。 裝在變速器輸出軸與前后驅(qū)動(dòng)橋之間。 傳動(dòng)布置型式 的 選擇 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸是汽車(chē)傳動(dòng)系的重要組成部件之一。選用、設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn) ..。許用臨界轉(zhuǎn)速為 1000~2021r/min， 對(duì)于乘用車(chē)，取下限。 中間支承的設(shè)計(jì)與校核 在長(zhǎng)軸距汽車(chē)上，為了提高傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整車(chē) 總體布置上的需要，常將傳動(dòng)軸分段。為了防止在運(yùn)輸及安裝過(guò)程中掉針，國(guó)內(nèi)的協(xié)作配套廠家 大多都采用錐頭滾針 [5]。 萬(wàn)向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 十字軸 十字軸萬(wàn)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(wàn)向節(jié)類(lèi)型的選擇 對(duì)萬(wàn)向節(jié)類(lèi)型及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并結(jié)合（ CA1041）技術(shù)要求選擇合適的萬(wàn)向節(jié)類(lèi)型。 綜合以上國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)和相關(guān)書(shū)籍可以看出：隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展、各種計(jì)算機(jī)輔助軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，如 :Pro/E、 CAD、 CATIA 等以及有限元分析等設(shè)計(jì)理論的發(fā)展，必然會(huì)給萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)、研發(fā)帶來(lái)日新月異的進(jìn)展，萬(wàn)向節(jié)及傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)己逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，集成化 ，智能化。剛性萬(wàn)向節(jié)又可分為不等速萬(wàn)向節(jié) 、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)和等速萬(wàn)向節(jié)。 這 是 可靠 性 和最優(yōu)化設(shè)計(jì)的有機(jī)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(dòng)軸斷裂 .尤其是高速軸。目前國(guó)內(nèi)外都將以 NVH(噪音，振動(dòng)，嘯聲 )為設(shè)計(jì)目標(biāo)，為了滿(mǎn)足這類(lèi)要求，汽車(chē)制造廠對(duì) 該總成的設(shè)計(jì) 要求越來(lái)越嚴(yán)格 。選用、設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)給傳動(dòng)系增添不必要的和設(shè)計(jì)未能估算在內(nèi)的附加負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動(dòng)系不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 因此該總成設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)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(wàn)向節(jié)總成主要參數(shù)的確定與校核 20 單十字軸萬(wàn)向節(jié)的受力分析 19 萬(wàn)向節(jié)的受力分析 12 中間傳動(dòng)軸花鍵的設(shè)計(jì) 9 主傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵的設(shè)計(jì) 3 第 2 章 傳動(dòng)軸總成的設(shè)計(jì) 1 研究?jī)?nèi)容 及方法 II 第 1 章 緒 論 關(guān)鍵字 ：傳動(dòng)軸；萬(wàn)向節(jié)； 中間支承； 設(shè)計(jì)；校核 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 目 錄 摘 要 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸的效率、強(qiáng)度、耐久性和噪聲等性能方面的設(shè)計(jì)及計(jì)算校核要求也越來(lái)越嚴(yán)格。本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 I 摘 要 汽車(chē)的萬(wàn)向傳動(dòng)軸是由傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié) 兩個(gè)主要部件聯(lián)接而成，在長(zhǎng)軸距的車(chē)輛中還要加裝中間支承。本畢業(yè)設(shè)計(jì) 將依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車(chē)型 (CA1041)的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)原型 。 I Abstract 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì) 2 傳動(dòng)軸方案的選擇及主要參數(shù)的確定 5 傳動(dòng)軸斷面尺寸的確定與強(qiáng)度校核 22 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 多十字軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng) 26 聯(lián) 接元件的設(shè)計(jì) 29 萬(wàn)向節(jié)叉 41 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 1 第 1章 緒 論 選題的目的和意義 隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，車(chē)型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)汽車(chē)節(jié)能、舒適與輕量化的要求越來(lái)越 高。 國(guó)內(nèi) 外 研究現(xiàn)狀 、發(fā)展趨勢(shì) 傳動(dòng)軸 普遍采用具有較高的強(qiáng)度的薄鋼板卷焊而成的空心軸，超重型貨車(chē)的傳動(dòng)軸則直接采用無(wú)縫鋼管制成。隨著 Matlabl 軟件的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)對(duì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)己從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)向模糊可靠性設(shè)計(jì)發(fā)展。為 避免共振產(chǎn)生應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算 。 它不是一個(gè)點(diǎn) ， 而是一個(gè)區(qū)域。 萬(wàn)向節(jié)是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向傳動(dòng)的關(guān)鍵，萬(wàn)向節(jié)性能的優(yōu)劣直接影響到整車(chē)的行駛性 能、動(dòng)力性、 舒適性。 等速萬(wàn)向節(jié) 因 其加工制造精度高、難度大，需成套引進(jìn)國(guó)外專(zhuān)用加工生產(chǎn)設(shè)備， 且 投資費(fèi)用大、價(jià)格高，已成為實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 研究?jī)?nèi)容及方法 傳動(dòng)軸方案的選擇 及主要參數(shù)的確定 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及不平路面的沖擊等因素引起彈性懸架系統(tǒng)的振動(dòng)，使變速器的輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸相對(duì)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(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。 考慮到本畢業(yè)設(shè)計(jì)所針對(duì)的 車(chē) 型為中輕型貨車(chē)，對(duì)其萬(wàn)向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足：制造加工容易、成本低，工作可靠承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整維修方便等要求，本 設(shè)計(jì) 選用十字軸式萬(wàn)向節(jié)，帶中間支承的兩段式傳動(dòng)軸。然后，將套筒固定本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 3 在萬(wàn)向節(jié)叉上，以防止軸承在離心力作用下從萬(wàn)向節(jié)叉內(nèi)脫出。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過(guò) 時(shí)便應(yīng)報(bào)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(gè)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(chē)中，有時(shí)為了提高傳動(dòng)系的彎曲剛度，改善傳動(dòng)系彎曲振動(dòng)看特性，減小噪聲，也將傳動(dòng)軸分成兩段。當(dāng) 中間支承的固本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 4 有頻率依此數(shù)據(jù)確定時(shí)，由于傳動(dòng)軸不平衡引起的共振轉(zhuǎn)速 1000~2021r/mim， 而由于萬(wàn)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(dòng)軸的諧振 [6]。 傳動(dòng)軸是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)知經(jīng)分動(dòng)器傳遞給前 驅(qū) 和后 驅(qū) 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)速 達(dá)3000~7000r/min,振動(dòng)是傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)需考慮的首要問(wèn)題。傳動(dòng)軸選用與設(shè)計(jì)布置的合理與否直接影響傳動(dòng)系的傳動(dòng)性能。變速器的動(dòng)力輸出軸和驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力輸入軸不在一個(gè)平面內(nèi)。 （ a） 單軸雙萬(wàn)向節(jié)式 （ b） 兩軸三萬(wàn)向節(jié)式 圖 汽車(chē)的萬(wàn)向傳動(dòng)方案 [7] 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD圖紙 401339828 6 如圖 a 為常用的單軸雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)， 如圖 b 為連接距離較長(zhǎng)且不宜于采用單軸雙萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的連接 。傳動(dòng)軸夾角的大小影響萬(wàn) 向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬(wàn)向傳動(dòng)效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均勻性。當(dāng)此軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在質(zhì)量中心必有離心力的作用，這個(gè)別離心力又將引起傳動(dòng)軸的進(jìn)一步彎曲，產(chǎn)生附加撓度 y。 圖 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的彎曲振動(dòng) 傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速與軸 的直徑、長(zhǎng)度和支承點(diǎn)數(shù)目有關(guān)。對(duì)于絕大多數(shù)開(kāi)式傳動(dòng)軸，可按兩端自由支承的軸來(lái)計(jì)算，工作長(zhǎng)度 L 可取兩萬(wàn)向節(jié)中心間距離。同時(shí)還可看出當(dāng) L 增加， 0kn 下降，為了提高 0kn 可縮短傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，增大軸管內(nèi)外徑。在確定傳動(dòng)軸截面尺寸時(shí)，一定要使傳動(dòng)軸的實(shí)際最大轉(zhuǎn)速小于其臨界轉(zhuǎn)速。表 為某載重汽車(chē)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， vn 表示傳動(dòng)軸破壞轉(zhuǎn)速 [8]。十字軸端面磨損會(huì)使其軸向間隙及竄動(dòng)增大而影響動(dòng)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(dòng)軸總成的徑向全跳動(dòng)動(dòng)應(yīng)不大 ~。 解放牌CA1041K26L— Ⅱ 載貨汽車(chē)主要技參數(shù)見(jiàn)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(jìn)行扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度驗(yàn)算，由于傳動(dòng)軸夾角 α 引起的附加扭矩和彎矩很小，所以為了計(jì)算簡(jiǎn)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(jì)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。mm； N— 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， CA1041 為后橋驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，所以取 1?n ； 1i — 變速器一擋傳動(dòng)比 ， CA1041 裝配的變速器一擋傳動(dòng)比 ?i ； ? — 發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，取 ?? ； dk — 猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，液力自動(dòng)變速器 1?dk ，具有手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器的高性能賽車(chē) 3?dk ，性能系數(shù) 0