【正文】 轉(zhuǎn)矩，且較實心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，故用作汽車傳動系的萬向傳動軸。 傳動軸管由低碳鋼板卷制的電焊鋼管制成，軸管外徑及內(nèi)徑是根據(jù)所傳遞最大轉(zhuǎn)矩、最高轉(zhuǎn)速及長度按有關(guān)標準（ YB24263）選定，并校核臨界轉(zhuǎn)速及扭矩強度。 傳動軸的臨 界轉(zhuǎn)速與其長度及斷面尺寸等有關(guān)。由于沿軸管表面鋼材質(zhì)量分布的不均勻性以及在旋轉(zhuǎn)使其本身質(zhì)量產(chǎn)生的離心力所引起的靜撓度，車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 使軸管產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，后者在一定的轉(zhuǎn)速下會導(dǎo)致軸管的斷裂。所謂傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速是指旋轉(zhuǎn)軸失去穩(wěn)定的最低轉(zhuǎn)速，它決定于傳動軸的尺寸、結(jié)構(gòu)及其支撐情況。為了確定臨界轉(zhuǎn)速，可研究一下兩端自由支撐與剛性球鉸上的軸（見下圖）： 圖 43 傳動軸臨界轉(zhuǎn)速計算示意圖 設(shè)軸的質(zhì)量 m 集中于 O 點，且 O 點偏離旋轉(zhuǎn)軸線的量為 e，當軸以角速度 ? 旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的離心力為： )( yemF ?? ? 式中： y— 軸在其離心力作用下產(chǎn)生的撓度。 與離心力相平衡的彈性力為： cyP? 式中： c— 周的側(cè)向剛度，對于質(zhì)量分布均勻且兩端自由地支撐于球形鉸接的軸，其側(cè)向剛度為： )/)(5/384( 3LEJc ? E— 材料的彈性模量，可取 aMPE ?? ； J— 軸管截面的抗彎慣性矩。 64/)]([ 44 dDJ ?? ? 因 cyPyemF ???? )(2? 故有 )/( 22 ?? mcemy ?? 認為在達到臨界轉(zhuǎn)速的角速度 c? 時，傳動軸將破壞，即 ??y ，則有： 0?? cmc ? 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 mcc ?? （ 413） 傳動軸管： ?? LdDm )]([ 22 ?? 式中： D、 d— 軸管的外徑及內(nèi)徑， mm. D=80mm,d=76mm。 L— 傳動軸的支撐長度，取兩萬向節(jié)之中心 距， mm； ? 軸管材料的密度，對于鋼 35 / mmKg???? ； 將上述 c、 J 及 m 的表達式代入（ 313），令 30/cc n?? ? 則得傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速 min)/(rnc 為： 2L dDn c ??? （ 414） 由于傳動軸動平衡的誤差，伸縮花間聯(lián)接的間隙以及支承的非剛性等，傳動軸的實際臨界轉(zhuǎn)速要低于所計算的臨界轉(zhuǎn)速。因此引進安全系數(shù) K，并取 ： ??? nnK c 式中： maxn 相應(yīng)于最高車速時傳動軸最大轉(zhuǎn)速， r/min。 傳動軸臨界轉(zhuǎn)速 ,r/min。 在本次設(shè)計中，已知 D=80mm， d=76mm,L=1200mm。 m i n/ 32 228 rn c ?????? 已知發(fā)動機額定轉(zhuǎn)速 m in/3200m ax rn ? 。 安全系數(shù) 2 0 0/101 9 3 ???K 。 167。 軸管強度計算 萬向傳動軸的尺寸除了要有足夠的扭轉(zhuǎn)強度，傳動軸的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力)( aMP? 可按下式計算： tdge WKiT /1m ax?? （ 415） 式中： maxeT 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， 。 1gi 變速器一擋傳動比； dK 動載系數(shù)； 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 30 tW 抗扭截面系數(shù)。 傳動軸采用空心結(jié) 構(gòu)，則： )(16 44 dD DT?? ?? （ 416） 式中： T— 傳動軸計算轉(zhuǎn)矩， T=； D d— 傳動軸管的外徑和內(nèi)徑， D=80mm,d=76mm。 )7680( 25988208016 44 ??? ???? 傳動軸管扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不大于 aMP300 ，安全系數(shù) ??K 。 167。 傳動軸花鍵軸的計算 對于傳動軸上的花鍵軸，應(yīng)保證在傳遞轉(zhuǎn)矩時有足夠的扭轉(zhuǎn)強度。通常以底徑計算其扭轉(zhuǎn)且應(yīng)力。 316hh dTs?? ? （ 417） 式中 : h? 傳動花鍵軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力； sT 傳動軸傳遞載荷； hd 花鍵軸的花鍵內(nèi)徑； 軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 aMP300 ，可初取花鍵軸直徑計算，然后進行強度校核。取 mmdh 36? ，則： ah 2 ????? 安全系數(shù) 為 330 0 ??K ，安全系數(shù)一般在 23 左右。即滿足要求。 傳動軸滑動花鍵采用矩形花鍵，齒側(cè)擠壓應(yīng)力為： 039。)2)(4( nLdDdDKThhhhhsy ???? （ 418） 式中： 39。K 花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)。 39。K = ； 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 hD 花鍵外徑，取 mmDh 43? ； hd 花鍵內(nèi)徑，取 mmdh 36? ； hL 花鍵的有效工作長度， mmLh 69? ； 0n 花鍵齒數(shù)， 150?n ； 則： ay )23643()43643( 2 2 9 ??????? ?? ?? 對 于 齒 面 硬 度 大 于 35HRC 的 滑 動 花 鍵 ， 齒 側(cè) 許 用 擠 壓 應(yīng) 力 為aMP5025? 。故安全系數(shù) ??K ，滿足要求強度。 根據(jù)以前計算傳動軸管強度，可取滑動叉軸直徑為 56mm 。 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 32 第五章 結(jié) 論 在本次設(shè)計的整個過程中，首先要做的是對所設(shè)計整車有一個全面的、系統(tǒng)的、整體的認識，明確各自的任務(wù)以及與整車設(shè)計過程中的聯(lián)系。在這次設(shè)計中，我個人承擔(dān)了離合器及傳動軸連部分的設(shè)計任務(wù)。 離合器是汽車傳動系中的重要組成部分它的性能好壞直接影響整車的整體性能。在本次設(shè)計中，首先對離合器的類型和各自的特點進行分析，然后結(jié)合所設(shè)計整車的性能要求確定離合器的結(jié)構(gòu)型式。接 下來根據(jù)所確定離合器的形式，按照離合器設(shè)計要求，對每個零件進行設(shè)計計算。其中最重要的是確定離合器的后備系數(shù)、摩擦片的內(nèi)外徑大小、從動盤轂連接花鍵齒、壓盤厚度以及離合器蓋等的各個參數(shù)。并在計算過程中，注重個零部件之間的相互聯(lián)系，即滿足相互之間的約束條件關(guān)系。本次設(shè)計的 拉式膜片 彈簧離合器經(jīng)計算校核能夠滿足所需設(shè)計要求。 而在離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算中也遇到了困難，比如找各個參數(shù)和杠桿力等等，還有踏板行程和踏板力。 傳動軸同離合器一樣，在汽車傳動系中起著重要的作用。傳動軸設(shè)計過程中最重要的就是傳動軸的動平衡以及臨界 轉(zhuǎn)速的校核。此次設(shè)計的 3 噸柴油貨車 ，根據(jù)其使用要求和使用條件，同時參考同類車型的設(shè)計特點。在設(shè)計中采用十字軸式萬向節(jié)。通過一系列參數(shù)的計算和校核，十字軸式萬向節(jié)能夠滿足設(shè)計的要求。傳動軸連接花鍵的設(shè)計也是設(shè)計過程中重要的一環(huán)。花鍵齒強度和有效接合長度直接決定傳動軸是否能夠有效地傳遞轉(zhuǎn)矩。因此在設(shè)計中對傳動花鍵進行設(shè)計計算之后，要進行必要的校核，以確定其能滿足設(shè)計需要。 此次設(shè)計，是對以前所學(xué)知識的一次全面回顧和掌握的過程，同時也是對運用所學(xué)知識解決實際問題的一次鍛煉。在設(shè)計過程中，是我認識到了自己知識的缺乏 ，使我明白了在以后工作過程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識和能力的限制，此次設(shè)計難免存在不足之處。例 如，某些計算部分不夠完整，計算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計不夠合理等。 這些都有待日后進一步的學(xué)習(xí)提高。 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 33 參考文獻 [1]劉惟信 . 汽車設(shè)計 北京：清華大學(xué)出版社， 1995 [2]陳家瑞 . 汽車構(gòu)造 北京：人民交通出版社，第二版， 2022 [3]張文春 . 汽車理論 北京：機械工業(yè)出版社， 2022 [4]王望予 . 汽車設(shè)計 北京：機械工業(yè)出版社，第四版， 2022 [5]王昆 ,何 小柏等 . 機械設(shè)計 /機械 設(shè)計基礎(chǔ) 課程設(shè)計 北京：高等教育出版社， 2022 [6]徐石發(fā) ,江發(fā)潮 . 汽車色合計叢書《汽車離合器》 北京：清華大學(xué)出版社，2022 [7]金國棟 . 汽車概論 北京：機械工業(yè)出版社， 2022 [8]羊拯民 . 汽車設(shè)計叢書《傳動軸與萬向節(jié)》 北京 :人民交通出版社 ,1986 [9]臧新群 . 汽車滾動軸承應(yīng)用手冊 北京：機械工業(yè)出版社， 1997 [10]李傳禹 . 汽車設(shè)計標準資料手冊 長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 1992 [11]郭聚臣 ,凌桐森 . 拖拉機設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社， 1990 [12]孫恒 ,陳作模 . 機械原理第六版 北京： 高等教育出版社 ， 2022 [13]張則曹 . 汽車構(gòu)造圖冊 北京： 人民交通出版社 ， 1998 [14]張毅 . 離合器及機械變速器 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2022 [15]全國棟 . 汽車概論 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2022 [16]徐謹 . 機械設(shè)計手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2022 [17]蔡春源 . 機械零件設(shè)計手冊第 3 版 北京： 冶金工業(yè)出版社 ， 1995 [18]劉鴻文 . 簡明材料力學(xué) 北京： 高等教育出版社 ， 2022 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 34 致 謝 此次設(shè)計，是對以前所學(xué)知識的一次全面回顧和掌握的過程，同時也是對運用所學(xué)知識解決實際問題的一次鍛煉。在設(shè)計過程中，是我認識到了自己知識的缺乏，使我明白了在以后工作過程中不斷學(xué)習(xí)的重要性。由于自身知識和能力的限制，此次設(shè)計難免存在不足之處。例如，某些計算部分不夠完整，計算數(shù)據(jù)不夠合理，整體設(shè)計不夠合理等。 在設(shè)計中，李水良老師提出的要求和建議使我們學(xué)到了如何認真的對待一項工作，也使我們養(yǎng)成了對待任何事情都要認真、嚴肅的態(tài)度，同時也使我們學(xué)會了如何在工作中克服浮躁心理。李水良老師本人治 學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度給我們留下了非常深刻的印象，從他的身上我們學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的寶貴經(jīng)驗，這一切使我們受益匪淺。 還有馬心坦老師在修改我的說明書時給予了很大的幫助，他嚴格認真細致的態(tài)度給我留下了很深的印象，我想會對我今后的學(xué)習(xí)和工作有很大的影響。 此外，在本次設(shè)計中，我得到了同班其他同學(xué)的大力幫助，更得到了車輛研究所多位老師的熱情指導(dǎo)，他們給我提供了許多寶貴的建議，在這里特此以我向他們致以最誠摯的謝意！ 再次感謝設(shè)計過程中關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)！ 感謝參與評審的老師！ 曹殿波 2022 年 5 月 30 日