【文章內容簡介】 個轉速即為傳動軸的臨界轉速。 傳動軸臨界轉速 2cccK L dDn ??? ???????????? (48) 式中： cL —— 傳動軸支撐長度取兩萬向節(jié)中心距， cL =1080mm； cD —— 傳動軸 外徑， cD =105mm； cd —— 傳動軸內徑， cd =99mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =14847r/min 安全系數(shù) : maxnnK K? =14847/25006, maxn 為發(fā)動機的最高轉速 ， ～， 因此該傳動軸可以滿足要求。 傳動軸 強度校核 傳動軸扭轉應力： ? ???? ??? )(16 44 cc sc dD TD ?????????????? (49) 式中： sT —— 傳動軸計算轉矩， sT =178。 m。 計算得 =,傳動軸 材料為 低碳鋼， 許用扭轉應力為 300MPa。 因此該傳動軸可以滿足要求。 第 16 頁 花鍵軸設計 花鍵軸初選尺寸 根據(jù)萬向傳動軸已知參數(shù)、設計要求和傳動軸設計尺寸，參考專業(yè)廠的系列產(chǎn)品初步選取花鍵軸尺寸（如表 43）。 表 43 花鍵軸初選尺寸 花鍵外徑 花鍵內徑 花鍵齒數(shù) 工作長度 92mm 82mm 10 130mm 花鍵 齒側擠壓應力 0)2)(4( nLdDdD KThhhhhsy ?? ?????????? ? ???? (410) 式中： sT —— 傳動軸計算轉矩， sT =178。 m； hD —— 花鍵的外徑， hD =92mm； hd —— 花鍵的內徑， hd =82mm； 0n —— 花鍵的齒數(shù) ， 0n =10； hL —— 花鍵的工作長度， hL =130mm； K? —— 花鍵處轉矩分布不均勻系數(shù)， K? =～ ,所以取 K? =。 代入數(shù)據(jù) 計算得= 滑動花鍵 材料為 40Cr， 許用擠壓應力為 25～ 50MPa， 因此該 設計 花鍵軸可滿足要求。 花鍵軸桿部扭轉應力 316 hsh dT?? ????????????????? (411) 式中： sT —— 傳動軸計算轉矩， sT =178。 m； 第 17 頁 hd —— 花鍵軸的花鍵內徑， hd =82mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =, 花鍵 材料為 40Cr許用扭轉切應力為 200～ 300MPa,因此該設計花鍵軸 符合要求 ??6 。 萬向節(jié)凸緣叉連接螺栓設計 剪切應力 ? ??? ??nSrTd s ???????????????? (413) 式中 ： dr —— 螺栓分布半徑， dr =76mm； n —— 螺栓數(shù)量， n =4； S —— 螺栓截面積 241 dS ?? , d為螺栓螺紋內徑 d=14mm； ??? —— 螺栓材料的許用應力， 選用材料為 40號調質 鋼， ??? =300MPa。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =。因此萬向節(jié)凸緣叉連接螺栓符合要求。 萬向節(jié) 凸緣叉 叉處斷面校核 （如圖 42） 圖 42 萬向節(jié)叉斷面圖 彎曲應力 第 18 頁 WWM彎?? ??????????????? (414) 式中：RaTM s2?彎； 62bhWW ? ； 其中 R —— 作用力回轉半徑， R = 65mm； a —— 作用力臂， a =30mm, b =30mm,h =115mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =178。 mm =66125 所以 =, 材料為 40號調質鋼， 彎曲應力許用值為 50～80MPa ,則該傳動軸叉符合要求。 扭轉應力 nWM扭?? ???????? ??? ??????? (415) 式中：ReTM 21?扭； 2KhbWn ? ； K 是與 bh 有關的系數(shù)取 ； e —— 作用力臂， e =52mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =4134232N178。 mm ^_ 所以 = , 40號 調質鋼， 扭轉應力的許用值為 80～ 160MPa ,該傳動軸叉符合要求 ??7 。 第 19 頁 5 基于 UG 的萬向傳動軸三維模型構建 萬向節(jié)凸緣叉作圖方法及三維圖 萬向節(jié)凸緣叉作圖方法 根據(jù)對萬向節(jié)凸緣叉 的 設計 尺寸在 XY 平面做出草圖（如圖 51）。 第 20 頁 圖 51 萬向節(jié)凸緣叉草圖 使用拉伸工具對草圖的單個曲線分別拉伸，拉伸尺寸 對應 設計 尺寸，并相應進行合并體操作，使得所構建三維圖形組成一體。 根據(jù)萬向節(jié) 叉的尺寸在 XZ面上做草圖（如圖 52） 第 21 頁 圖 52 萬向節(jié)叉剪切草圖 使用拉伸工具 對所作草圖拉伸，拉伸距離大于兩萬向節(jié)叉的尺寸，通過體求差做出下寬上窄的萬向節(jié)叉，并在兩萬向節(jié)叉上按 設計 尺寸打孔。 使用打孔工具 在底面中心打 油 孔，對各個邊倒角，完成對萬向節(jié)凸緣叉的作圖。 萬向節(jié)凸緣叉三維圖 圖 53 萬向節(jié)凸緣叉三維圖 萬向節(jié)十字軸 總成作圖方法及三維圖 萬向節(jié)十字軸總成作圖方法 第 22 頁 萬向節(jié)十字軸作圖方法 首先通過 十字軸的 設計尺寸創(chuàng)建兩相交圓柱體，并對兩圓柱體相交部分倒圓角，分別在各面上添加凸臺（十字軸軸頸）；其次， 使用鍵槽工具 在凸臺面上按尺寸打孔和創(chuàng) 建鍵槽，通過實例創(chuàng)建 到各凸臺上；最后，在凸臺上做出卡環(huán)（定位）槽，并對各邊倒角，完成萬向節(jié)十字軸的作圖 （如圖 54） 。 圖 54 十字軸三維圖 卡環(huán)、油封 的作圖方法 根據(jù) 各 設計尺寸分別在 XY平面上做出草圖 （如圖 5 56）。 圖 55卡環(huán)草圖 圖 56 油封草圖 使用拉伸工具 分別按草圖和尺寸拉伸即可得 （如圖 5 58） ： 第 23 頁 圖 57卡環(huán)三維圖 圖 58 油封三維圖 滾針軸承 的作圖方法 根據(jù) 滾針和十字軸的 設計 尺寸 在 XY平面上 做草圖（如圖 59）。 圖 59 滾針 軸承 草圖 使用拉伸工具 按草圖和 設計 尺寸拉伸即得到 （如圖 510） ： 圖 510 滾針 軸承 三維圖 萬向節(jié)十字軸總裝 首先用裝配工具添加固定組件，萬向節(jié)十字軸，使用中心、配對、平行工具逐一定位添加即可完成萬向節(jié)十字軸的總裝。 萬向節(jié)十字軸總成三維圖 第 24 頁 圖 511 萬向節(jié)十字軸總成三維圖 內花鍵軸管與萬向節(jié)叉總成作圖方法及三維圖 內花鍵軸管與萬向節(jié)叉總成 的作圖方法 首先，作出萬向節(jié)叉， 根據(jù) 萬向節(jié)叉的 設計尺寸在 XY 平面上作出萬向節(jié)叉的草圖（如圖 512） 圖 512 萬向節(jié)叉草圖 按照設計尺寸對所作草圖進行拉伸， 并使 用倒圓工具對萬向節(jié)叉端部倒圓，使用打孔工具 按照設計尺寸打孔，倒角，完成萬向節(jié)叉的作圖。 其次，在萬向節(jié)叉作圖完成后， 使用凸臺工具 在萬向節(jié)叉的 底面按照設計尺寸添加凸臺 ，中間的花鍵槽通過裝配由花鍵打通。 最后，對各邊倒角，完成 內 花鍵軸管的作圖 ??8 。 內花鍵軸管與萬向節(jié)叉總成 三維圖 第 25 頁 圖 513 內花鍵軸管與萬向節(jié)叉總成三維圖 花鍵 、 軸管 與萬向節(jié)叉總成作圖方法及三維圖 花鍵 、 軸管 與萬向節(jié)叉 的作圖方法 萬向節(jié)叉的作圖 萬向節(jié)叉的作圖方法與花鍵軸管中萬向節(jié)叉的作圖方法相同。 軸管和花鍵的作圖 首先根據(jù)設計尺寸在萬向節(jié)叉的底面添加凸臺，軸管（傳動軸為空心的）， 使用凸臺工具 在軸管面上加階梯凸臺，參考花鍵的尺寸。 然后 ， 使用鍵槽工具 在花鍵凸臺上倒處花鍵槽，并用實例特征使花鍵槽分布，倒角，完成花鍵的作圖。 花鍵 、 軸管 與萬向節(jié)叉總成 三維圖 圖 514 花鍵、軸管與萬向節(jié)叉總成三維圖 第 26 頁 萬向傳動軸總裝 裝配方法及三維圖 萬向傳動軸總裝裝配方法 首先， 通過裝配工具導出固定主件萬向節(jié)凸緣叉，十字軸總裝配對，使用配對、平行、中心、垂直把十字軸總裝裝配到萬向節(jié)凸緣叉上。 其次，導出內花鍵軸管和萬向節(jié)叉總成，使用平行、配對、中心、垂直把花鍵軸管和萬向節(jié)叉總成裝配到十字軸總裝。 然后，導出花鍵、軸管與萬向節(jié)叉總成 、 油封 墊片、卡環(huán) 等，使用平行、距離、中完成與內花鍵軸管與萬向節(jié)叉的裝配。 按前邊步驟轉配十字軸和萬向節(jié)凸緣叉，使用中心、配對工 具裝配 ，完成萬向傳動軸的總裝 ??10 。 萬向傳動軸總裝三維圖 及其爆炸圖 圖 515 萬向傳動軸總裝三維圖 圖 516 萬向傳動軸總成爆炸圖 第 27 頁 6 萬向傳動裝置總成的技術要求 、材料 及使用保養(yǎng) 普通萬向 傳動軸總成的主要技術要求 （ 1）傳動軸總成必須經(jīng)過動平衡，允許的不平衡度為 。轉速高(例如 40005000r/min)用上限，而 2021r/min左右時則用下限。用于輪邊和轉向橋的萬向傳動可以不進行動平衡。 （ 2）在傳動軸上任一點測量的最大擺差，應在 ～ 。上限適合于轉速高而傳動軸長度較大的 (如 L1m)傳動軸。 （ 3） 傳動軸二端叉子的軸承孔中心線應在同一平面內，允許的偏差為 ? 1。 （ 4） 傳動軸的設計允許角度應進行檢查，一般按比設計角度大 3～ 5176。 的標 第 28 頁 準進行。 （ 5） 軸管與軸叉及花鍵的焊接，應進行焊縫強度檢查。通常檢查扭矩不小于 1F 的 ～ 2倍 ??12 。 萬向 傳動軸的 使用 材料 （ 1） 十字軸 材料 :20CrMnTi，滲碳。 （ 2）花鍵軸與花鍵套材料 :花鍵軸 :40Cr。 目前用可鍛鑄跌或球墨鑄鐵代替，裝車 使用情況良好。 （ 3）軸 管 材料 :10號、 20號、低碳鋼 板卷焊。 （ 4） 萬向節(jié)叉與 凸緣叉材料 :40號、 45號鋼，調質 。 目前用可鍛鑄軼和球墨鑄鐵代替，有的專業(yè)廠已正式提供成品供使用部門 使用。 （ 5）滾針 軸承總成 材料 :滾針與軸承碗用軸承鋼 。目前有用塑料襯套代替滾針的，幾年來 經(jīng)裝車實驗證明，其中以鉛 粉、氟塑料混合填料改性的聚甲醛 較好，并正在作進一步改進試驗 ，它的使用壽命至少可達 2萬公里以上。已達到萬公里不保養(yǎng)的指標。 目前也有在花鍵軸上涂尼龍薄膜的，使用效果良好，可以減少磨損 和延長使用壽命 ??13 。 。 傳動軸的使用與保養(yǎng) 為了確保傳動軸的正常工作，延長其使用壽命，在使用中應注意： （ 1）嚴禁汽車用高速檔起步。 （ 2）嚴禁猛抬離合器踏板。 （ 3）嚴禁汽車超載、超速行駛。 （ 4）應經(jīng)常檢查傳動軸工作狀況。 （ 5）應經(jīng)常檢查傳動軸吊架緊固情況，支承橡膠是否損壞，傳動軸各連接部位是否松曠，傳動軸是否變形。 （ 6）為了保證傳動軸的動平衡，應經(jīng)常注意平衡焊片是否脫焊。新傳動軸組件是配套提供的，在新傳動軸裝車時應注意伸縮套的裝配標記，應保證凸緣叉在一個平面內。在維修拆卸傳動軸時，應在伸縮套與凸緣軸上打印裝配標記，以 第 29 頁 備重新裝配時保持原裝配關系不變。 （ 7）應經(jīng)常為萬向節(jié)十字軸承加注潤滑脂，夏季應注入 3 號鋰基潤滑脂，冬季注入 2號鋰基潤滑脂 ??14 。 7 結論 （ 1）在本次 設計 中 敘述了萬向傳動裝置的發(fā)展和現(xiàn)狀，闡述了萬向傳動裝置的功用以及在汽車上的應用場合 ，并對萬向傳動裝置的類型及特點做了主要的介紹。在設計過程中，結合設計的已知參數(shù)和參考車型，通過不同結構型式的比較選擇了十字軸可伸縮式 萬向傳動裝置 。 （ 2） 在 對十字軸萬向節(jié)的設計計算中，首先確定了萬向傳動軸的計算載荷，然后根據(jù)該計算載荷 對 十字軸萬向節(jié)