【正文】 d = 18 mm h = 16 mm = 20 mm = 6 mm； s = 8 mm r = 37 mm (自十字軸受力示意圖 ) 十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力 應(yīng)滿足 = 其中 d 十字軸徑， mm 23 F = 為萬向傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， r 為合力 F 作用線到十字軸中心的距離， mm s 合力 F 作用線到軸頸根的距離， mm 十字軸油道孔直徑， mm 代入數(shù)據(jù)可得 = = MPa 式中 為彎曲應(yīng)力許用值，為 250 300MPa。 則可得，十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力滿足要求。 十字軸尺寸要素 十字軸軸頸的切應(yīng)力應(yīng)滿足 = = 轎車傳動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì)及萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 24 () = 式中 為切應(yīng)力 的許用值，為 80 120MPa。 則，十字軸軸頸的切應(yīng)力滿足要求。 十字軸受力示意圖 傳動(dòng)軸的花鍵 滑動(dòng)花鍵連接套為了后橋跳動(dòng)時(shí)補(bǔ)償傳動(dòng)軸長(zhǎng)度變化而設(shè)置的。花鍵軸頭應(yīng)壓入管口進(jìn)行焊接。傳動(dòng)軸帶花鍵的一端，為靜止時(shí)位 置較高的一端。 傳動(dòng)軸花鍵的尺寸按表推薦的數(shù)值進(jìn)行初定，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取，最后 25 進(jìn)行強(qiáng)度校核。目前國(guó)產(chǎn)汽車的傳動(dòng)軸花鍵一般為矩形齒，它以內(nèi)徑或側(cè)面定心，保證傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。國(guó)外也有根據(jù)用戶要求使用漸開線花鍵的。 初步確定花鍵的尺寸 = 35 mm = 26 mm = 10 = 99 其中 花鍵外徑， mm 花鍵內(nèi)徑， mm 花鍵的齒數(shù) 花鍵鍵齒的有效長(zhǎng)度 對(duì)于傳動(dòng)軸花鍵，主要計(jì)算花鍵的擠壓應(yīng)力。在硬度大于 HRC35 時(shí)，傳動(dòng)伸縮花鍵的許用擠壓應(yīng)力為 25 50 MPa 。 即 = 其中 T 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 代入數(shù)據(jù)可得 = = MPa 即，傳動(dòng)軸花鍵的尺寸符合要求。 十字萬向節(jié)的軸承 萬向節(jié)軸承可以認(rèn)為是由滾針、密封及軸承套所組成。軸承以總成方式把萬向節(jié)叉連接起來，軸承套用鋼制作，其硬度大于 HRC60。軸承應(yīng)具有易于裝入萬向節(jié)叉的外形。 萬向節(jié)軸承常用的滾動(dòng)體是滾針。當(dāng)軸承套的尺寸一定時(shí)，應(yīng)選用小直徑滾針配用較粗的軸頸，同 時(shí)增加滾針數(shù)目，以降低滾針與軸頸間的接觸應(yīng)力，但滾針直徑不得小于 mm，以免壓碎，而且差別要小，否則會(huì)加重載荷在滾針間分配的不均勻性，一般控制在 以內(nèi)。滾針軸承徑向間隙過大時(shí)，承受載荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性；間隙過小時(shí)，轎車傳動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì)及萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 26 有可能出現(xiàn)受熱卡住或因贓物阻滯卡住，合適的間隙為 ，滾針軸承的周向總間隙以 為好。理論上滾針越長(zhǎng)，萬向節(jié)的承載能力越高，但滾針過長(zhǎng)時(shí)其歪斜帶來的不良影響亦越大，故其長(zhǎng)度 不宜超過十字軸軸頸，使其具有較高的承載能力，又不至因滾針過長(zhǎng)發(fā)生歪斜而造成應(yīng)力集中，滾針在軸向的游隙一般不超過 。 則經(jīng)參考表 71，另根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，初定十字萬向節(jié)軸承的尺寸為 滾針尺寸 = 3 mm = 14 mm n = 22 軸承套尺寸 = 32 mm C = 4 mm 其中 滾針的直徑， mm 滾針的長(zhǎng)度， mm n 滾針的數(shù)目 軸承套的外徑， mm C 軸承套的厚度， mm 滾針軸承的接觸應(yīng)力為 = 272 其中 在合力 F 的作用下一個(gè)滾針?biāo)艿淖畲筝d荷， N = 27 其中 滾針列數(shù)，此處取 = 1 , 將數(shù)據(jù)代入上面兩式，得 = 272 = MPa 式中 為滾針的許用接觸應(yīng)力，當(dāng)其表面硬度在 58HRC 以上時(shí)，許用接觸應(yīng)力為 3000 3200MPa 。 十字軸萬向節(jié)的傳動(dòng)效率與兩軸的軸間夾角 、十字軸支承結(jié)構(gòu)和材料、加工和裝配精度以及潤(rùn)滑條件等有關(guān)。當(dāng) 時(shí)可按下式計(jì)算 = 1 式中 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)效率 f 軸頸與萬向節(jié)叉的摩擦因數(shù)，滑動(dòng)軸承， f= ，滾針軸承， f= ；其它符號(hào)意義同前。 代入數(shù)據(jù)得， = 通常情況下 ,十字 軸萬向節(jié)傳動(dòng)效率約為 。 十字軸常用材料為 、 、 等低碳合金鋼，軸頸表面進(jìn)行滲碳淬火處理，滲碳層深度為 ,表面硬度 ,軸頸端面硬度不低于 ，芯部硬度為 。萬向節(jié)叉一般采用 45 中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 ,滾針軸承碗材料一般采用 。 轎車傳動(dòng)系總體方案設(shè)計(jì)及萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1] 李華敏 ,李瑰賢 等編著 .齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021:6976， 204210， 211217. [2] GB 114487,矩形花鍵尺寸、公差和檢驗(yàn) . [3] 張洪欣 .汽車設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社 ,1989： 60148. [4] 林慕義，張富生 .車輛底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì) . 冶金工業(yè)出版社， 2021：202279. [5] 朱孝錄 . 齒輪 傳動(dòng)設(shè) 計(jì)手冊(cè) . 化學(xué)工 業(yè)出 版社 ,2021 ：34199,356387. [6] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [7] 臨寧 . 汽車設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999： 32106. [8] 葉元烈 .機(jī)械優(yōu)化理論與設(shè)計(jì) .中國(guó)計(jì)量出版社， 2021： 1370. 29