【正文】 變矩器變矩系數(shù)， k=[(ko— 1)／ 2]十 1， ko 為最大變矩系數(shù)； G2為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動橋上的靜載荷 (N)； m2′ 為汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m2′ =1． 2～ 1． 4，貨車： m2′ =1． 1～ 1． 2； φ 為輪胎與路面間的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良好的混凝土或?yàn)r青路面上， φ 可取 0． 85，對于安裝防側(cè)滑輪胎的轎車， φ 可取 1． 25，對于越野車， φ 值變化較大，一般取 1； rr為車輪滾動半徑 (m)； i。計(jì)算載荷的計(jì)算方法主要有三種，見表 。 本次設(shè)計(jì)的貨車屬于輕型，且多用于農(nóng)村，結(jié)合在工廠看到的實(shí)物汽車，萬向節(jié)選雙十字軸萬向節(jié)。另外，鋼球中心 C 到 A、 B 兩點(diǎn)的距離也相等，保持架的內(nèi)、外球面也以萬向節(jié)中心為球心， 這樣∠ COA=∠ COB ，即兩軸相交任意交角 α 時(shí)，傳力鋼球都位于交角平分面上。其等速傳動原理如圖 ，球形殼的內(nèi)表面有六條凹槽，形成外滾道；星形套外表面有相應(yīng)的六條凹槽，形成內(nèi)滾道。此徑向力作用在滾針軸承碗的底部，并在輸入軸與輸出軸的支承上引起反力。當(dāng)輸入軸與輸出軸平行時(shí) (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 示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲振動。 雙十字軸萬向節(jié)傳動 由單十字萬向節(jié)輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)速關(guān)系可以看出，當(dāng)輸入軸與輸出軸之間有一定夾角時(shí)，單十字萬向節(jié)的兩軸是不等速旋轉(zhuǎn)的，這樣給汽車傳動帶來了很大的麻煩，為了實(shí)現(xiàn)等速傳動，汽車傳動系中常采用雙萬向節(jié)傳動的設(shè)計(jì)方案 (圖)，圖中 a)、 c） 共同特點(diǎn)是：兩萬向節(jié)叉應(yīng)布置在同一平面內(nèi)，且使兩萬向節(jié)夾角 α 1 與 α 2相等。附加彎矩可引起與萬向節(jié)相連零部件的彎曲振動，可在萬向節(jié)主、從動軸支承上引起周期性變化的徑向載荷，從而激起支承處的振動。當(dāng)主動叉φ l 處于π／ 2和 3π／ 2位置時(shí) (圖 )，同理可知 T2′ =0，主動叉上的附加彎矩 Tl′ = Tl tana。 當(dāng)主動叉φ l 處于 0 和π 位置時(shí) (圖 )， 由于 Tl 作用在十字軸平面，Tl′必為零；而 T2 的作用平面與十字軸不共平面，必有 T2′ 存在，且矢量 T2′ 垂直于矢量 T2；合矢量 T2′ + T2 指向十字軸平面的法線方向，與 Tl 大小相等、方向相反。在這四個(gè)力矩作用下，使十字軸萬向節(jié)得以平衡。從萬向節(jié)叉與十字軸之間的約束關(guān)系分析可知，主動叉對十字軸的作用力偶矩，除主動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 Tl之外，還有作用在主動叉平面的彎曲力偶矩Tl′。當(dāng) Tl與 α 一定時(shí)， T2在其最大值與最小值之間每一轉(zhuǎn)變化兩次； 具有夾角α 的十字軸萬向節(jié)，僅在主動軸驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和從動軸反轉(zhuǎn)矩的作用下是不能平衡的。所以，單個(gè)十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性是指主動軸轉(zhuǎn)動是等角速度，而從動軸轉(zhuǎn)動時(shí)快時(shí)慢。且為 ω 1／ cosα ； 當(dāng) φ 1為 π ／ 3π ／ 2時(shí)， ω 2有 最小值 ω 2min。 由于 cosα 是周期為 2π 的周期函數(shù)，所以 ω 2／ ω 1，也為同周期的周期函數(shù)。 圖 環(huán)形繞性萬向節(jié) a）具有球面對中機(jī)構(gòu)； b）具有軸向變形 萬向 傳動的運(yùn)動和受力分析 單十字軸萬向節(jié)傳動 單個(gè)十字軸萬向節(jié)不是等速萬向節(jié)，在兩軸夾角不為零的情況下，不能傳遞等角速度轉(zhuǎn)動，使主、從動軸的角速度周期性地不等。 )和軸向位移不大的萬向傳動場合。 撓性萬向節(jié)能減小傳動系的扭轉(zhuǎn)振動、動載荷和噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，使用中不需潤滑，大多數(shù)用于兩軸間夾角很小 (一般為 3176。有的結(jié)構(gòu)允許有一定的軸向變形 (圖 )。這種結(jié)構(gòu)中裝有無需潤滑的球形滑動對中軸承，如能正確選擇軸承配合，可使其內(nèi)部在裝配后具有適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。使用這種萬向節(jié)時(shí)，為了保證高速轉(zhuǎn)動時(shí)傳動軸總成有良好的動平衡，常在萬向節(jié)所連接的兩軸端部設(shè)專門機(jī)構(gòu)保證畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 對正中心。 六角環(huán)形橡膠撓性萬向節(jié)的橡膠與用鋼或鋁合金制成的金屬骨架硫化在一起。盤式撓性萬向節(jié)的彈性元件通常是 4～ 12層的橡膠纖維或橡膠簾布片結(jié)構(gòu)，并用金屬零件加固。彈性元件可以是橡膠盤、伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)用到斷開 式驅(qū)動橋中。 Rzeppa型球籠式萬向節(jié)以前主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中， 目前應(yīng)用較少。這不僅使結(jié)構(gòu)簡單，而且由于軸向相對移動是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道滾動實(shí)現(xiàn)的，所以與滑動花鍵相比，其滾動阻力小，傳動效率高。 伸縮型球籠式萬向節(jié) (圖 )結(jié)構(gòu)與一般球籠式相近，僅僅外滾道為直槽。由于傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)鋼球均同時(shí)參加工作，其承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。另外，萬向節(jié)的密封裝置應(yīng)保證潤滑劑不漏出，根據(jù)傳動角度的大小采取不同形式的密封裝置。若轉(zhuǎn)速和角度都較大時(shí)，則使用潤滑油。潤滑劑的使用主要取決于傳動的轉(zhuǎn)速和角度。當(dāng)受載時(shí)，鋼球與滾道的接觸點(diǎn)實(shí)際上為橢圓形接觸區(qū)。這是能可靠地確定鋼球正確位置的最小角度?？績?nèi)、外子午滾道的交叉也能將鋼球定在正確位置。它取消了分度桿，球形殼和星形套的滾道做得不同心，令其圓心對稱 地偏離萬向節(jié)中心。的情況下工作。這種等速萬向節(jié)無論轉(zhuǎn)動方向如何，六個(gè)鋼球全都傳遞轉(zhuǎn)矩，可在兩軸之間的夾角達(dá) 35176。經(jīng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 驗(yàn)表明，當(dāng)軸間夾角較小時(shí)，分度桿是必要的；當(dāng)軸間夾角大于 11176。早期的 Rzeppa 型球籠式萬向節(jié) (圖 )是帶分度桿的，球形殼 1 的內(nèi)表面和星形套 3 的球表面上各有沿圓周均勻分布的六條同心的圓弧滾道，在它們之間裝有六個(gè)傳力鋼球 2，這些鋼球由球籠 4 保持在同一平面內(nèi)。另 外，應(yīng)保證在萬向節(jié)處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)，各傳力鋼球與定心鋼球之間不接觸，至少使傳力鋼球與定心鋼球在此情況下的間隙不小于 5mm，且使各鋼球與萬向節(jié)軸頭均勻地預(yù)緊在一起，使得在任意方向旋轉(zhuǎn)時(shí)能通過萬向節(jié)的兩個(gè)傳力鋼球來傳遞轉(zhuǎn)矩，避免靠一個(gè)鋼球來傳遞，從而防止產(chǎn)生過載現(xiàn)象。圓弧槽型球叉式萬向節(jié)作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的傳力構(gòu)件時(shí)，萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與車橋的軸線相重合，以避免發(fā)生萬向節(jié)的擺動現(xiàn)象。圓弧槽型球叉式萬向節(jié)主要應(yīng)用于輕、中型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的軸間夾角不超過 20176。在兩球叉間的槽中裝有四個(gè)鋼球。在使用中，隨著磨損的增加，預(yù)緊力逐漸減小以至消失，這時(shí)兩球叉之間便發(fā)生軸向竄動，從而破壞了 傳動的等速性，嚴(yán)重時(shí)會造成鋼球脫落。另外，這種萬向節(jié)只有在傳力鋼球與滾道之間具有一定的預(yù)緊力時(shí)，才能保證等 角速傳動。的條件下正常工作。這種球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)較簡單，可以在夾角不大于 32176。兩球叉上的圓弧槽中心線是以 O1和 O2為圓心而半徑相等的圓， O1和 O2到萬向節(jié)中心 O的距離相等。 圖 雙聯(lián)式萬向節(jié) 圖 凸塊式萬向節(jié) 1 左萬向節(jié)叉； 2左凸塊； 3右凸塊； 4右萬向節(jié)叉 等速萬向節(jié) 1. 球叉式萬向節(jié) 球叉式萬向節(jié)按其鋼球滾道形狀不同可分為圓弧槽和直槽兩種形式。但是由于工作面全為滑動摩擦，所以效率低，摩擦表面易磨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 損，且對密封和潤滑要求較高。這種 結(jié)構(gòu)工作可靠，加工簡單，允許的萬向節(jié)夾角較大 (可達(dá) 50176。它主要由兩個(gè)萬向節(jié)叉 1和 4以及兩個(gè)特殊形狀的凸塊 2和 3組成。當(dāng)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時(shí)，由于這種結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大，為使接地印跡中心偏離不大，就必須用較大的主銷內(nèi)傾角。但這種方案外形尺寸較大，零件數(shù)目多，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá) 60176。此時(shí)采用主銷中心偏離萬向節(jié)中心1． 0～ 3. 5mm的方法，使兩萬向節(jié)的工作轉(zhuǎn)速接近相等。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 圖 滾針軸承油封 a） 雙復(fù)合刃口油封； b）多刃口油封 準(zhǔn)等速萬向 節(jié) 1．雙聯(lián)式萬向節(jié) 雙聯(lián)式萬向節(jié) (圖 )是由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)組合而成。增至 16176。 十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低。在灰塵較多的條件下使用時(shí)，萬向節(jié)壽命可顯著提高。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封 (圖 )，其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面 密封。 滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動小，但拆裝不方便。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但加工工藝較復(fù)雜。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)。有時(shí)將彈性蓋板 6點(diǎn)焊于軸承座 7底部 (圖 )，裝配后，彈性蓋板對軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動時(shí)由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄 動，從而避免了由于這種竄動造成的傳動軸動平衡狀態(tài)的破壞。 圖 滾針軸承軸向定位方式 1螺栓； 2鎖片； 3蓋板； 4萬向節(jié)叉； 5套筒； 6彈性蓋板； 7軸承座； 8外卡環(huán)； 9內(nèi)卡環(huán) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu) (圖 )是用螺栓 1和蓋板 3將套筒 5固定在萬向節(jié)叉 4上，并用鎖片 2將螺栓鎖緊。 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 十字軸萬向節(jié) 典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動叉、從動叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于 1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于 1的萬向節(jié)。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。 萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時(shí)多采用等速萬向傳動軸。 萬向傳動軸在汽車上應(yīng)用比較廣泛。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。萬向傳動軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： 1)保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動時(shí)，能可靠地傳遞動力。 3 傳動軸總成設(shè)計(jì) 概述 萬向傳動軸由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。 本次設(shè)計(jì)貨箱各個(gè)部件都是焊接而成，且為角焊。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工機(jī)械行業(yè)一方面要推出新技術(shù)和新的焊接結(jié)構(gòu)形式來滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，另一方面又針對本身高速、高壓、高溫、低溫、腐蝕、易燃、易爆、有毒等特點(diǎn)向著高質(zhì)量、高壽命和大型化的方向發(fā)展，這種化機(jī)焊接機(jī)構(gòu)的 發(fā)展趨勢對焊接技術(shù)提出了更高的要求： 一方面要研制新的焊接方法、 焊接設(shè)備 和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性 ； 另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動化水平 。 由于結(jié)構(gòu)上的需要，所以 采用丁字接頭和角接頭 。 幾類焊接接頭的優(yōu)缺點(diǎn)： 對接接頭受力均勻，焊接時(shí)容易保證質(zhì)量，因此常用于重要的構(gòu)建中。焊后剩的應(yīng)力稱為焊后殘余應(yīng)力 。焊接時(shí)焊接接頭局部區(qū)域的加熱和冷卻是很不均勻的，而局部區(qū)域內(nèi)的各部分金屬又處于從液態(tài) 塑性狀態(tài) 彈性狀態(tài)的不同狀態(tài)，并隨熱源的變化而變化，這就是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形 的根本原因。 為了提高焊接質(zhì)量，可以采取焊前可以對 焊件接口處預(yù)熱、焊時(shí)保溫和 焊后熱處理 等措施 。根據(jù)加熱時(shí)金屬所處的狀態(tài)以及成分、組織和性能的變化情況，可將焊接接頭分為 4 個(gè)區(qū)域： 焊縫 、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和熱應(yīng)變翠化區(qū)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 焊接 接頭，應(yīng)該包括焊縫及基本金屬靠近焊縫而組織性能發(fā)生變化的區(qū)域。 又很多 用 熔化焊 難以 焊接的材料， 都 可以用壓焊焊成與母材同等 強(qiáng)度 的優(yōu)質(zhì) 焊縫 。由于壓焊是固態(tài)下原子結(jié)合，被焊接件沒有熔化，因而不會有有益合金元素?zé)龘p、有害元素混入焊縫的問題，這樣大大減少了焊縫的缺陷，從而提高了焊縫質(zhì)量。 在加壓 情況 下，使兩 被焊接 件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合， 稱為壓焊 。例 如，氣體保護(hù)電焊、渣保護(hù)焊、真空焊等。 空氣 氣中的氮 元素 、水 元素 等 也 進(jìn)入 熔化的焊接件 ， 這會再 焊縫中形成氣孔、夾渣 、裂紋 等缺陷， 嚴(yán)重破壞焊縫質(zhì)量跟焊后性能。熔焊時(shí) ，母材熔化，兩種被焊接件之間原子或分子在接頭處結(jié)合或擴(kuò)散，形成永久性的連接 。根據(jù)焊接過程的特點(diǎn)，金屬的焊接可以分為 熔 化 焊 ，加 壓焊和釬焊三大類 。只有在焊接時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，焊后嚴(yán)格檢測，才能大大降低事故發(fā)生率，保證設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。 1966年英國 Cockenize電廠鍋爐汽廠（全長 23m、內(nèi)徑 、壁厚 140mm、材料 MnCrMoV鋼） 1969 年西 德 MnNiMoV 材料鍋爐汽包（全長 、內(nèi)徑 、壁厚 75mm）分別在水壓試驗(yàn)中發(fā)生脆性斷裂，裂源均在焊接接頭處，是消除應(yīng)力退火處理時(shí)產(chǎn)生的裂紋。焊接的檢測技術(shù)也比較艱難，很容易引起結(jié)構(gòu)的實(shí)效和破壞。采用焊接技術(shù)能把不同金屬連接起來，材料利用率大大提高。易于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和批量生產(chǎn)。 制造時(shí)間少、成本低廉，性價(jià)比高。大于 50mm 時(shí)，鉚接將非常困難，而焊接的單層壁厚可以達(dá)到 300mm 以上； 設(shè)計(jì)上簡單、靈活。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） iii 焊接技術(shù)之所以能在機(jī)械制造中的到廣泛應(yīng)用，是應(yīng)為它有許多其它制造工藝不具備的特點(diǎn)。 20 世紀(jì) 出 ， 世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，極大的促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展 。 圖 焊接 20世紀(jì)之前 ，只有出現(xiàn)過古時(shí)