【正文】 越來越嚴格。 6 傳動軸的運動分析 6 傳動軸斷面尺寸的計算與校核 29 本章小結(jié) 30 第 4 章 中間支承的設(shè)計 31 中間支承的結(jié)構(gòu)分析與選擇 基本方法是把傳統(tǒng)設(shè)計公式中的參量看作隨機變量，進行概率計算，從中找出規(guī)律，得出合理的校核強度和截面參數(shù)。由于等速萬向節(jié)傳動軸應(yīng)是用橡膠護套來密封的，橡膠護套的壽命從很大程度上決定了傳動軸總成的使用壽命，因此橡膠護套設(shè)計和考核試驗也成了等速萬向節(jié)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。十字軸主要失效形式是軸頸根部斷裂，所以設(shè)計時應(yīng)保證該處有足夠的抗彎強度。盡管采取涂層技術(shù)來減小滑移阻力，但產(chǎn)生的滑移阻力仍為等速萬向節(jié)的 10~40 倍，而滑移阻力將產(chǎn)生振動。 當傳動軸長度確定后，其斷面尺寸必須保證有足夠的強度，并能承受相當?shù)霓D(zhuǎn) 速。所以當 1500?L mm 時，常采用中間支承。 由安全系數(shù)maxnnk ko? ，得計算臨界轉(zhuǎn) maxknnko ? ，取 k=，轉(zhuǎn)速 maxn 為對應(yīng)于車輛最大行駛速度時，傳動軸的轉(zhuǎn)速。表 給出了部分矩形內(nèi)花鍵長度： 根據(jù)表 所給出的長度，初 選花鍵長度 85?l mm，花鍵軸孔長度 150?L mm。根據(jù)本設(shè)計適用的車 型，選用十字軸式萬向節(jié)。為了防止十字軸軸向竄動和發(fā)熱，保證在任何工況下，十字軸的端間隙始終為零，有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。從萬向節(jié)叉與十字軸之間的約束關(guān)系分析可知，主動叉樹十字軸的作用力矩，除主動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 T1 之外，還有作用在主動叉 18 平面的彎曲力矩1T? 。當輸入軸與輸出軸的軸線平行時如圖 ，直接連接傳動軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖 中雙點劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲 振動。 設(shè)作用于十字軸軸頸中點的力為 F 如圖 所示 ： ?cos2r TF ? () 22 式中： T— 萬向傳動軸計算轉(zhuǎn)矩； r— 合力 F 作用線到十字軸中心之間的距離； ? — 主、從動叉軸的最大夾角 萬向傳動軸計算轉(zhuǎn)矩 T=989860Nmm， 22 ??? hHrmm， ? 取 ?15 。 另外，應(yīng)檢查與從動軸萬向節(jié)叉連接的滾針軸承的最大負荷 maxF ，使其不超過許用值。 下面對加注黃油為什么不能起到潤滑作用進行分析 [18]。以及擋針圈的使用，解決了滾針軸承裝配和工作時掉針、卡針的問 題。整個中間支承通過螺栓固定在支架和車架橫梁上。將 ?Pf ， X=， Y=， 500?rF N，500?aF N 代入公式 得： 5 1 0)(3)( ???????? arp YFXFfP N 將 n=2500r/min， 3?? ， 1?tf ， C=20500N， NP ? 代入公式 得： ][27 15 1(h ) 1020 50 0125 0060 106010 66 hth LP CfnL ???????? ?????????? ? 經(jīng)計算軸承壽命符合設(shè)計要求。單列球軸承通過油嘴加入的潤滑脂來實現(xiàn)，并在球軸承兩端安裝油封加以密封。 本章小結(jié) 本章對單個十字軸萬向節(jié)、雙十字軸萬向節(jié)、多十字軸萬向節(jié)進行了運動和受力分析；確定了十字軸主要尺寸參數(shù)，并對十字軸軸 頸進行了強度校核保證其能夠承受各種工況下的載荷；設(shè)計了聯(lián)接件的形式并對聯(lián)接螺栓和萬向節(jié)叉進行了強度校核，保證了傳動的可靠性。 彎曲應(yīng)力的許用值 ][ w? 為 50~80Mpa，扭應(yīng)力的許用值 ][b?為 80~160Mpa。滾針在軸向的游隙通常不應(yīng)超過 ~。 十字軸 根據(jù)該設(shè)計車型載質(zhì)量 m=2t，按表 初選十字軸長 H=90mm，軸頸直頸 221?d mm,軸頸長度 h=21mm，滾針直徑 30?d mm，滾針長度 L=18mm，滾針數(shù) n=26，滾針軸承帽外徑 D=35mm。應(yīng)采取有效方法降低此慣性力矩。 十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性可用轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) K 來表示： ??? ?? tans in1 m in2m a x2 ???K （ ） 如不計萬向節(jié)的磨擦損失，主、從動軸轉(zhuǎn)矩 T1 和 T2 與各自相應(yīng)的角速度有2211 ?? TT ? 的關(guān)系，這樣有 11222 c os c oss in1 TT ? ???? （ ） 顯然，當 ω1/ω2 最小時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩為最大值， ?cos/1max2 TT ? ；當 12 / ?? 最大時，從動軸上的轉(zhuǎn)矩為最小值， ?cos/1m in2 TT ?。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu)中的萬向節(jié)叉與十字軸頸配合的圓孔不是一個整體，而分成兩半，再用螺釘連接起來。 不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié) 連接的兩軸夾角大于零時，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時角速度比傳遞運動，但平均角速度相等的萬向節(jié)。滑動花鍵有矩形花鍵和漸開線花鍵兩種形式。由公式 可以確定傳動軸總成的最大可能長度，如果它小于汽車總布置所要求的傳動軸尺寸，則需在變速器和后驅(qū)動橋之間安置兩根萬向傳動軸，且在它們的聯(lián)接處（在前傳動軸后端）需設(shè)置固定在車架車身上的中間支承。如為閉式傳動軸，可按兩端固定支承的軸承計算，工作長度 L 可取兩軸承中心間距離。由于參考車型軸距為 米，故選取如圖 b 的傳動方案。 5 第 2章 傳動軸總成的設(shè)計 萬向傳動軸總體概述 萬向傳動軸是汽車傳動系 的重要組成部件之一。這樣，當主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。從 19 世紀初虎克式萬向節(jié)在汽車上應(yīng)用以來，經(jīng)過 100 多年的發(fā) 2 展己經(jīng)有十幾種形式。近年來由于對汽車低能耗，低成本的要求越來越高，汽車必須輕量化，汽車變得更易產(chǎn)生振動和噪聲。 28 十字軸總成的潤滑 1 選題的目的和意義 在 確定了傳動方案后，對傳動軸、萬向節(jié)總成、中間支承總成進行設(shè)計，使該總成能夠在正常使用的情況及規(guī)定的使用壽命內(nèi)不發(fā)生失效。 關(guān)鍵字 ：傳動軸；萬向節(jié)；中間支承；設(shè)計；校核 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 目 錄 摘要 1 研究內(nèi)容及方法 36 致謝 因此對傳動系重要組成部分萬向節(jié)振動特性必須進行分析 [2]?？煞譃殄幮匀f向節(jié)和撓性萬向節(jié)。目前，最常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式、卡環(huán)式、瓦蓋固定式和塑料 環(huán)定位式等 [4]。傳動軸選用與設(shè)計的合理與否直接影響傳動系的傳動性能。 傳動軸斷面尺寸的確定與強度校核 傳動軸的運動分析 傳動軸的長度和夾角及它們變化范圍，由汽車總布置設(shè)計決定。 從上面公式可以看出：當傳動軸外徑相同時，空心軸的臨界轉(zhuǎn)速比實心的要高。在某些轎 車上，為了縮短傳動軸的長度而采用加長的變速器。本設(shè)計選矩形花鍵，其主要參數(shù)可按照《機械設(shè)計手冊》選取 [9]。準等速萬向節(jié)是指在設(shè)計角度下以相等的瞬時角速度傳遞運動，而在其他角度下以近似相等的瞬時角速度傳遞運動的萬向節(jié)。這各結(jié) 構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點，但加工藝復雜。當 T1 與 α 一定時， T2 在其最大值與最小值之間每一轉(zhuǎn)變化兩次。 雙十字軸萬向節(jié) 傳動 當輸入軸與輸出軸之間存在夾角 α 時，單個十字軸萬向節(jié)的輸出軸相對于輸入軸是不等速旋轉(zhuǎn)的。 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。 1 旋轉(zhuǎn)軸油封； 2擋針圈； 3滾針軸承帽； 4 滾針； 5油封擋圈 圖 滾針軸承剖面圖 十字軸滾針軸承的接觸應(yīng)力應(yīng)滿足： ][1127201 jbnj LFdd ?? ????????? ?? （ ） 式中： 0d — 滾針直徑（ mm）； 1d — 十字軸軸頸直徑； bL — 滾針工作長度（ mm）， 0)~( dLL b ?? ， L 為滾針長度 (mm)； nF —合力 F 作用下一個滾針所受的最大載荷（ N），由下式確定： izFFn ? （ ） 式中： i— 滾針列數(shù)； Z— 每列中的滾針數(shù) 當滾針和十字軸軸頸表面硬度在 58HRC 以上時，許用接觸應(yīng)力 ][ j? 為3000~3200MPa。 將 b=25mm、 k=0 .25 h=60mm、 e=55mm 代入公式 和 得： 622 ???? ???? bh FeWFew? Mpa ][ w?? ][ 59 622 btb MP ak hbFaWFa ?? ????? ???? ?