【正文】 π αta n2)/(1η 10 rdf= () 式中 ： 0η —— 十字軸萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)效率； f —— 軸頸與萬(wàn)向節(jié)叉的摩擦因數(shù)，滾針軸承 ~=f 1d —— 十字軸軸頸直徑， 1d =22mm 代入上式求得 % = 初步選定 mmhmmhmmdmmH 26。 與離心力相平衡的彈性力為 p cyp= () 式中 ： c —軸的側(cè)向剛度。由于沿 軸管表面鋼材質(zhì) 量分布的 17 不均勻性以及在旋轉(zhuǎn)時(shí) 其本身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力所引 起的靜撓度，使軸管產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，后者在一定的轉(zhuǎn)速下會(huì)導(dǎo)致軸管的斷裂。表 32 給出外徑95~60=cD 毫米的標(biāo)準(zhǔn)資料，以供設(shè)計(jì)時(shí)參考。中間部分可為實(shí)心軸或?yàn)榭招牡妮S管。2m =， υ=， r = ， 0i =， mi =1， mη =95%。 表 設(shè)計(jì)基本 參數(shù) 乘員數(shù) 3 重量參數(shù) 載重 2165 自重 3095 總重 5455 空載軸荷（前 /后） 1657/1438 滿(mǎn)載軸荷（前 /后） 2200/3255 尺寸參數(shù) 貨箱尺寸 51102100450,550 軸距 3800 輪距（前 /后） 1670/1602 前懸 /后懸 1070/2060 性能參數(shù) 最大爬坡度 % 28 最高車(chē)速 90 最小轉(zhuǎn)彎直徑 制動(dòng)距離 ≤ 最小離地間隙 190 接近角 /離去角 22/15 油箱容積 120 最大續(xù)駛里程 800 發(fā)動(dòng)機(jī) 排量 額定功率 /轉(zhuǎn)數(shù) 88/3200 最大扭 距 /轉(zhuǎn)數(shù) 300/19002100 排放標(biāo)準(zhǔn) 歐 II 15 傳動(dòng)軸總成 設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 傳動(dòng)軸計(jì)算載荷的確定 HGC1050 所采用的驅(qū)動(dòng)形式為 FR（前置后驅(qū)），即傳動(dòng)軸位于變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間，因此傳動(dòng)軸計(jì)算載荷計(jì)算方法如下： ： n kiTkT edse η1m ax= （ ） 算載荷按驅(qū)動(dòng)輪打滑來(lái)確定： mmrss ii rmGT η039。 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)所選車(chē)型為前置后驅(qū)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用十字軸萬(wàn)向節(jié)；并且軸距為 3800mm（＞ 1500mm 一般須有中間支撐） ， 需采用中 間支撐。兩齒輪的軸線(xiàn)交角為 α ，這兩個(gè)齒輪輪齒的接觸點(diǎn) P 位于軸間夾角的平分線(xiàn)上．由點(diǎn) P到兩軸線(xiàn)的垂直距離相等并等于 0r 在 P 點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度是相等的，因而兩齒輪的角速度相等。圖 給出了汽車(chē)撓性萬(wàn)向 節(jié)及其橡膠彈性元件的典型結(jié)構(gòu)圖，其中 圖 (a)、圖 (b)分別為具有球面對(duì)中機(jī)構(gòu)的環(huán)形和六角形撓性萬(wàn)向節(jié)：圖 (c)為橡膠 — 金屬套筒結(jié)構(gòu)的撓性萬(wàn)向 12 節(jié)；圖 (d)、圖 (e)分別為組合型和盤(pán)形橡膠元件。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需潤(rùn)滑 ，能減小傳動(dòng)系的扭振、動(dòng)載荷及噪聲。4 增至 176。 11 圖 普通十字軸萬(wàn)向節(jié) 1一軸承蓋； 6一萬(wàn)向節(jié)叉； 3一油嘴； 4一十字軸； 5一安全閥； 7一油封； 8一滾針； 9軸承碗 圖 十字軸的潤(rùn)滑與密封 1一防塵罩； 2一油封座圈； 3一止推環(huán)； 4一滾針； △ — 間隙； a一油封壓配錐面 單個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)不是等速萬(wàn)向節(jié) ，其特點(diǎn)是當(dāng)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間有夾角時(shí)，不能等速傳遞而有轉(zhuǎn)角差，使主、從動(dòng)軸的角速度周期性地不相等。滾針軸承的徑向間隙過(guò)大會(huì)使受載的滾針數(shù)減少及引起滾針歪斜，間隙過(guò)小則可能受熱卡住，合適的間隙為 ～ 。出現(xiàn)了各種有效的組合式潤(rùn)滑密封 裝置 ，以潤(rùn)滑和保護(hù)十字軸軸頸與滾針 軸承如圖。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高 。 9 6 6 越野汽車(chē)傳動(dòng)軸的中間 支承常安裝在中驅(qū)動(dòng)橋殼上 ,多采用兩個(gè)圓錐滾子軸承，軸承座應(yīng)牢固地固定在中橋殼上 如圖 所示 。以前中間支承多采用自位軸承，目前則廣泛采用坐于橡膠彈性元件上的單列球軸承 如 圖 ，圖 。動(dòng)平衡的不平衡度由點(diǎn)焊在軸管外表面上的平衡片補(bǔ)償。也有用滾珠或滾柱的滾動(dòng)摩擦代替花鍵齒間的滑動(dòng)摩擦的結(jié)構(gòu) 如 圖 。 RTfF ja= () 式中 ： jT — 傳動(dòng)軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩； R — 花鍵齒側(cè)工作表面的中徑； f — 摩擦系數(shù)。對(duì)于長(zhǎng)軸距汽車(chē)的分段傳動(dòng)軸，還需有中間支承 。運(yùn)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法完成對(duì)傳動(dòng)軸的計(jì)算校核，傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算。 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置有極其廣泛的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)，由 于懸架不斷變形，變速器或分動(dòng)器的輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸軸線(xiàn)之間的相對(duì)位置經(jīng)常變化，因而普遍采用可伸縮的十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸；某些汽車(chē)根據(jù)總布置要求需將離合器與變速器、變速器與分動(dòng)器之間拉開(kāi)一端距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸同心及車(chē)架的變形，所以常采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸或撓性萬(wàn)向傳動(dòng)軸；對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左、右驅(qū)動(dòng)輪 需要隨汽車(chē)行駛軌跡變化而改變方向，這時(shí)多采用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。其基本結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的工作原理及功用 圖 變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 5 基本要求： ，能可靠而穩(wěn)定地傳遞動(dòng)力。在長(zhǎng)軸距車(chē)輛的中間傳動(dòng)軸一般設(shè)有傳動(dòng)軸中間 支承．它是由支承架、軸承和橡膠支承組成。重型載貨汽車(chē)根據(jù)驅(qū)動(dòng)形式的不同選擇不同型式的傳動(dòng)軸。伸縮套能自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離的變化。通過(guò) HGC1050 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，能夠使我熟練地掌握 CAD、Pro/E、 ANSYS 在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，鍛煉自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能 力。本題是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車(chē)型的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)原型，在給定變速器輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)和主減速器安裝位置等條件下，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置，著重設(shè)計(jì)計(jì)算萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 及對(duì)其進(jìn)行了校核計(jì)算。在這樣的一個(gè)背景下，中國(guó)汽車(chē)傳動(dòng)軸發(fā)展前景一片光明。它在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中應(yīng)用使得汽車(chē)在輕量化、舒適性、經(jīng)濟(jì)性與操縱穩(wěn)定性等方面得到改善及提高。一般流場(chǎng)分析是非線(xiàn)性問(wèn)題，較為復(fù)雜。例如車(chē)輛動(dòng)力裝置的動(dòng)態(tài)性分析等。 有限元方法在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用非常廣泛，主要在汽車(chē)上有以下幾種應(yīng)用： （ 1） 結(jié)構(gòu)靜力分析 這是在車(chē)輛及其發(fā)動(dòng)機(jī)的各種零部件設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的問(wèn)題，也是應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，即分析計(jì)算結(jié)構(gòu)與時(shí)間無(wú)關(guān)的應(yīng)力分布與變形情況。 傳動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在離心力的作用下長(zhǎng)生劇烈振動(dòng)；所以，傳動(dòng)軸與萬(wàn)向節(jié)裝配后，必須滿(mǎn)足動(dòng)平衡要求。剛性萬(wàn)向節(jié)是靠零件的鉸接式連接傳遞動(dòng)力；撓性萬(wàn)向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)了的，具有緩沖減振作用。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)，由于懸架不斷變形，變 速器或分動(dòng)器的輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸軸線(xiàn)之間的相對(duì)位置經(jīng)常變化，因而普遍采用可伸縮的十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸；某些汽車(chē)根據(jù)總布置要求需要將離合器與變速器、變速器與分動(dòng)器拉開(kāi)一段距離，顧及到它們之間很難保證軸與軸同心及車(chē)架的變形，所以常采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸或撓性萬(wàn)向傳動(dòng)軸；對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左、右驅(qū)動(dòng)輪需要隨汽車(chē)行駛軌跡變化而改變方向，多采用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。在 縮短了設(shè)計(jì)周期的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化，提高了加工效率及加工質(zhì)量，有利于提高企業(yè)自身應(yīng)變能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，給企業(yè)帶來(lái)綜合效率。萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)還用于帶有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及動(dòng)力輸出裝置等。30 。前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于懸架的不斷變形，變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置 (高度和距離 )也在不斷變化，因此它們之間需要用可伸縮的萬(wàn)向傳動(dòng)軸聯(lián)接。例如，在某些重型汽車(chē)和越野汽車(chē)上，根據(jù)總布置的要 求需將離合器與變速器、變速器與分動(dòng)器之間拉開(kāi) 一定距離時(shí)，考慮到在它們之間很難保證軸與軸能同心以及安裝基體 即 車(chē)架也可能發(fā)生變形，因此在這些總成之間就應(yīng)采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)。 44 V 致 謝 36 十字軸有限元受力分析 33 第 5 章 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的有限元靜力學(xué)分析 30 Pro/ENGINEER 軟件簡(jiǎn)介 28 第 4 章 傳動(dòng)軸總成建模與裝配 15 傳動(dòng)軸軸管的選擇及校核 13 IV 第 3 章 萬(wàn)向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 7 萬(wàn)向節(jié)類(lèi)型 7 傳動(dòng)軸管、伸縮花鍵及中間支承結(jié)構(gòu)型式 5 第 2 章 汽車(chē)傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)方案分析與選擇 3 研究汽車(chē)傳動(dòng)軸的意義 Transmission shaft。Transmit the torque of the gear box to the transaxle with drive shaft。 本文主要是對(duì) 汽車(chē) 的 十字軸式萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) HGC1050 萬(wàn)向傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系部名稱(chēng) ： 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 車(chē)輛工程 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱(chēng) ： 副教授 The Graduation Design for Bachelor39。萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的功用是 在汽車(chē)行駛過(guò)程中， 在軸間夾角及相互位置經(jīng)常發(fā)生變化的 兩個(gè) 轉(zhuǎn)軸之間傳遞動(dòng)力。 全套圖紙，加 153893706 關(guān)鍵詞 ： 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 ； 十字軸 ； 萬(wàn)向節(jié) ； 傳動(dòng)軸；有限元分析 II ABSTRACT The automobile universal transmission device is in the automobile transmission system important constituent,is located between the gear box and the driving axle . Generally by the universal joint, the drive shaft and the