課程設(shè)計(jì)--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)(參考版)
2025-05-15 14:40本頁面
【正文】 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 。 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滑條件等有關(guān)。理論上滾針越長，萬向節(jié)的承載能力越高，但滾針過長時(shí)其歪斜帶來的不良影響亦越大，故其長度 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 。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)。軸承應(yīng)具有易于裝入萬向節(jié)叉的外形。 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。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 。國外也有根據(jù)用戶要求使用漸開線花鍵的。 傳動(dòng)軸花鍵的尺寸按表推薦的數(shù)值進(jìn)行初定，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)選取，最后 25 進(jìn)行強(qiáng)度校核?；ㄦI軸頭應(yīng)壓入管口進(jìn)行焊接。 則，十字軸軸頸的切應(yīng)力滿足要求。 則可得，十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力滿足要求。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 nk（ r/min）為，安全系數(shù) K 取 ，適用于一般精度的伸縮花鍵 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) 20 = = 5500 （ 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速） 安全系數(shù) k k = = = = 6600 傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 = = 59 90% = 212187 N 傳動(dòng)軸長度選擇 根據(jù)軸距 1800mm,初選傳動(dòng)軸支承長度 CL 為（ 1250 ） mm，花鍵軸長度應(yīng) 小于支承長度，滿足萬向節(jié)與傳動(dòng)軸的間隙要求，取花鍵軸長度為（ 1100 ） mm 傳動(dòng)軸管內(nèi)外徑確定 = = 6600 得 = = 21 又 mm 3 mm 根據(jù)電焊鋼管外徑 60 95mm 的標(biāo)準(zhǔn)資料（從冶金部標(biāo)準(zhǔn) YB242 63 中選?。? 初選 = mm ，則 = = 58 mm 其中 為傳動(dòng)軸長度 (mm)，即兩萬向節(jié)中心的距離 和 分別為傳動(dòng)軸軸管的外、內(nèi)徑 (mm) 傳動(dòng)軸扭矩強(qiáng)度校核 由于傳動(dòng)軸只承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而不承受彎曲應(yīng)力，所以只需校核扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，根據(jù)公式有 = = = MPa = 300 MPa （ 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力） 十字軸總成尺寸的確定與強(qiáng)度校核 為便于設(shè)計(jì)時(shí)確定十字軸總成尺寸，表列出了不同噸位載重汽車十字軸按所示尺寸的范圍 推薦采用的十字軸總成及花鍵尺寸 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) 22 載重 質(zhì)量 十 字 軸 總 成 花鍵外型 外徑 花鍵工作長度 十 字 軸 滾 針 軸 承 套 H d h L n C 1 2 3 4 5 7 8 10 15 25 十字軸萬向節(jié)尺寸的確定與強(qiáng) 度校核 按表 81 所示，初步確定十字軸萬向節(jié)的尺寸，然后利用強(qiáng)度校核公式進(jìn)行其軸頸彎曲應(yīng)力的校核。其結(jié)構(gòu) 圖如下 : 萬向傳動(dòng)軸 — 花鍵軸結(jié)構(gòu)簡圖 1蓋子； 2蓋板； 3蓋墊； 4萬向節(jié)叉； 5加油嘴； 6伸縮套； 7滑動(dòng)花鍵槽； 8油封； 9油封蓋； 10傳動(dòng)軸管 傳動(dòng)軸的計(jì)算與強(qiáng)度校核 傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 長度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。動(dòng)平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。為減小阻力及磨損，對花鍵齒磷化處理或噴涂尼龍，外層設(shè)有防塵罩，間隙小一些，以免引起傳動(dòng)軸的震動(dòng)。 傳動(dòng)軸管由低碳鋼板制壁厚均勻、壁?。?～ ）、管徑較大、易質(zhì)量平衡、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、彎曲剛度高、適用高速旋轉(zhuǎn)的電焊鋼管制成。變化范圍為 3。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長度處在最大值時(shí)，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長度；而在長度處于最小時(shí)，兩者不頂死。因此，為了控制附加彎矩，應(yīng)避免兩軸之間的夾角過大。 分析可知，附加彎矩的大小是在零與上述兩最大值之間變化，其變化周期為，即每一圈變化兩次。這樣，從動(dòng)叉上的附加彎矩 = 。 當(dāng)主動(dòng)叉處于 0 和 位置時(shí)，由于 作用在十字軸平面， 必為零；而 的作用平面與十字軸不共平面，必有 存在，且矢量 垂直于矢量 。同理，從動(dòng)叉對十字軸也作用有從動(dòng)軸反轉(zhuǎn)矩 和作用在從動(dòng)叉平面的彎曲力偶矩 。 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性可用轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù) k 來表示 k 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) 16 如不計(jì)萬向節(jié)的摩擦損失，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩與各自相應(yīng)的角速度有關(guān)系式 = 因此可得 = 附加彎曲力偶矩的分析 具有夾角 的十字軸萬向節(jié)，僅在主動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和從動(dòng)軸反作用下是不能平衡的。當(dāng) 為0、 、 時(shí)， 達(dá)到 最大值 且為 ；當(dāng) 為 、 時(shí)，有最小值 且為 。 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) 14 輸入軸與輸出軸的夾角 保證滿載時(shí)，實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)。
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