【正文】 在傳動軸上任一點測量的最大擺差，應(yīng)在 ～ 。轉(zhuǎn)速高(例如 40005000r/min)用上限，而 2021r/min左右時則用下限。 按前邊步驟轉(zhuǎn)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 。 其次，導(dǎo)出內(nèi)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 ， 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。 內(nèi)花鍵軸管與萬向節(jié)叉總成 三維圖 第 25 頁 圖 513 內(nèi)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。 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(shè)計尺寸添加凸臺 ，中間的花鍵槽通過裝配由花鍵打通。 圖 59 滾針 軸承 草圖 使用拉伸工具 按草圖和 設(shè)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。 圖 54 十字軸三維圖 卡環(huán)、油封 的作圖方法 根據(jù) 各 設(shè)計尺寸分別在 XY平面上做出草圖 （如圖 5 56）。 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。 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(yīng) 設(shè)計 尺寸，并相應(yīng)進行合并體操作，使得所構(gòu)建三維圖形組成一體。 mm ^_ 所以 = , 40號 調(diào)質(zhì)鋼， 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的許用值為 80～ 160MPa ,該傳動軸叉符合要求 ??7 。 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 nWM扭?? ???????? ??? ??????? (415) 式中：ReTM 21?扭； 2KhbWn ? ； K 是與 bh 有關(guān)的系數(shù)取 ； e —— 作用力臂， e =52mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =178。因此萬向節(jié)凸緣叉連接螺栓符合要求。 萬向節(jié)凸緣叉連接螺栓設(shè)計 剪切應(yīng)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(nèi)徑 d=14mm； ??? —— 螺栓材料的許用應(yīng)力， 選用材料為 40號調(diào)質(zhì) 鋼， ??? =300MPa。 m； 第 17 頁 hd —— 花鍵軸的花鍵內(nèi)徑， hd =82mm。 代入數(shù)據(jù) 計算得= 滑動花鍵 材料為 40Cr， 許用擠壓應(yīng)力為 25～ 50MPa， 因此該 設(shè)計 花鍵軸可滿足要求。 表 43 花鍵軸初選尺寸 花鍵外徑 花鍵內(nèi)徑 花鍵齒數(shù) 工作長度 92mm 82mm 10 130mm 花鍵 齒側(cè)擠壓應(yīng)力 0)2)(4( nLdDdD KThhhhhsy ?? ?????????? ? ???? (410) 式中： sT —— 傳動軸計算轉(zhuǎn)矩， sT =178。 因此該傳動軸可以滿足要求。 m。 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(zhuǎn)速 ， ～， 因此該傳動軸可以滿足要求。 表 43 傳動軸初選尺寸 傳動軸外徑 傳動軸內(nèi)徑 105mm 99mm 傳動軸 臨界轉(zhuǎn)速 當傳動軸的轉(zhuǎn)速 接近于它的彎曲自然振動頻率時，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，撓度急劇增加，致使傳動軸折斷，這個轉(zhuǎn)速即為傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速。 所以設(shè)計的滾針軸承符合要求。 代入數(shù)據(jù) 計算得 = 。 代入數(shù)據(jù) 計算得 =8860N。 滾針軸承設(shè)計 滾針軸承初選尺寸 根據(jù)萬向傳動軸已知參數(shù)、設(shè)計要求和十字軸設(shè)計尺寸，參考專業(yè)廠的系列產(chǎn)品初步選取滾針軸承尺寸（如表 42）。 圖 41 十字軸結(jié)構(gòu) 圖 十字軸軸頸部的切應(yīng)力 ? ???? ??? )( 4 2221 dd F??????????? ? ???? (45) 第 14 頁 代入數(shù)據(jù) 計算得 =。 十字軸軸頸部的彎曲應(yīng)力 ? ?wW dd FSd ??? ??? )(32 4241 1??????? ? ?????? (44) 式中： 1d —— 十字軸軸頸直徑， 1d =50mm； 2d —— 十字軸油道直徑， 2d =12mm； S —— 合力 F 作用線到軸頸根部的距離， S =； ? ?w? —— 彎曲應(yīng)力許用值， 材料為 20CrMnTi， 滲碳 ， ? ?w? =250～ 350MPa。 表 41 十字軸萬向節(jié)初選尺寸 第 13 頁 軸頸直徑 油道直徑 十字軸軸頸長 十字軸軸長 50mm 12mm 37mm 138mm 十字軸 (如圖 41)軸頸作用力合 力 F的計算 ?rcos2 sTF ? ????????????????? (43) 式中： r —— 切向力作用線與萬向節(jié)叉軸之間的距離， 根據(jù)初選參數(shù) r =57mm； ? —— 萬向傳動的最大夾角， 參考一般傳動軸的設(shè)計選取 ? = 15176。 m。 m。 =114660N； 2m? —— 汽車最大加速度時的后軸負荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， 貨車： 2m? =～ ，所以 取 2m? =； ? —— 輪胎與路面間的附著系數(shù)， 對于一般輪胎的公路用汽車，在良好的混凝土或瀝青路上， 取 ? =； r —— 車輪滾動半徑， 本設(shè)計已知 輪胎規(guī)格： ， 查標準GB97441997 可得：外直徑為 1125mm，滾動半徑 r =526mm； 0i —— 主減速器傳動比， 0i =； mi —— 主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比， mi =1； m? —— 主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率， 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗取m? =。 m。 m； 1i —— 變速器一擋傳動比， 1i =12； fi —— 分動器傳動比， fi =1； ?—— 發(fā)動機到萬向傳動軸之間的傳動效率， 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗取 ? =； dk —— 猛接離合器所產(chǎn)生的動載系數(shù)， 本設(shè)計車型 fj=0，所以 取 dk =1； n —— 連接變速器的傳動軸數(shù)， 本設(shè)計車型為后輪驅(qū)動， n =1； k —— 液力變矩器最大變矩系數(shù)， k =〔（ 10 ?k ）／ 2〕 +1， 0k 為最大變矩系數(shù) ,取 0k =， k =。 第 11 頁 圖 31 附加彎矩對傳動軸的作用 4 萬向傳動軸設(shè)計 傳動 載荷 計算 萬向傳動軸因布置位置的不同，計算轉(zhuǎn)矩也不同。從而對兩端的十字軸產(chǎn)生大小相等、方向相反的徑向力。 當輸入軸與輸出軸平行時（ 如 圖 31a），直接連接傳動軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩，使傳動軸發(fā)生如圖 31b中雙點劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲振動。為使處于同一平面的輸出軸與輸入軸等速旋轉(zhuǎn)，可采用雙萬向節(jié)傳動，但必須保證同傳動軸相連的兩萬向節(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（ 如 圖 31）。 因此 本設(shè)計采用 由兩個十字軸萬向節(jié)和 帶有伸縮花鍵的 傳動軸組成的萬向傳動 軸 (如圖 22)?；ㄦI可以使傳動長度發(fā)生改變，它由滑動叉和矩形花鍵軸組成，同時對花鍵齒進行磷化處理以減少滑動花鍵的軸向滑動阻力和磨損。 綜上所述，確定傳動軸設(shè)計的基本方案， 采用帶有伸縮花鍵的 空心 傳動軸。傳動軸上的花鍵應(yīng) 第 9 頁 有潤滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過大，且應(yīng)按對應(yīng)標記裝配，以免裝錯而破壞傳動軸總成的動平衡。但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。傳動軸上應(yīng)有花鍵，花鍵的作用是實現(xiàn)傳動長度的變化，它由滑動叉和矩形或漸開線花鍵軸組成。超重型貨車的傳動軸則直接采用無縫鋼管。 綜上所述，由于本次設(shè)計的傳動軸夾角較小，十字軸式剛性萬向節(jié)相比雙聯(lián)式萬向節(jié)，更適合這次的設(shè)計，所以選擇十字軸剛性萬向節(jié)。 十字軸式剛性萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低。雙聯(lián)式萬向節(jié)的主要優(yōu)點是允許兩軸間的夾角 較大（一般可達 50 度，偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達 60 度）。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機構(gòu)，也可以確保輸出軸與輸入軸接近等速。 第二種方案：采用雙聯(lián)式萬向節(jié) 雙聯(lián)式萬向節(jié)是由兩個十字軸萬向節(jié)組合而成。實踐證明，使用橡膠油封其密封性能遠優(yōu)于老式的毛氈 第 8 頁 或軟木墊油封。 十字軸式萬向節(jié)的損壞是以十字軸軸頸和滾針軸承的磨損為標志的，因此潤滑與密封直接影響萬向節(jié)的使用壽命。潤滑油從滑脂嘴 3注入十字軸內(nèi)腔。然后用卡環(huán)分別固定在萬向節(jié)叉上，以防止軸承在離心力作用下從萬向節(jié)叉內(nèi)脫出。這樣當主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既可隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。 （ 4）畫出各零件及其裝配的二維工程圖。因此所設(shè)計的萬向傳動裝置不僅要有很好的傳動效率，而且要有較高的扭轉(zhuǎn)強度。 此車匹配 東風(fēng)康明 發(fā)動機，發(fā)動機的最大扭矩為 640N178。 由參考文獻 [3]可知變速器最大速比公式： m a x m a x1m a x 0( c os si n )geTmg f ri Ti?????? ?? （ 36） 式中 最大爬坡角度，該貨車的最大爬坡度約為 40%，即 ? ?； r 車輪滾動半徑（ m），滾動半徑與靜力半徑有一定差別，但一般不計它們的差別，所以取 r=； f 滾動阻力系數(shù)，取 ； T? 傳動系的傳動效率，由前面所選的數(shù)據(jù)可取 T? = 帶入數(shù)據(jù)，得： ? = 綜上所述 得到如下參數(shù)： 整備質(zhì)量 ： 6500kg 變速器一擋傳動比： 12 最大載重： 12021kg 最大變矩系數(shù)： 傳動軸支撐長度： 1080mm 發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速： 2500rpm 輪胎規(guī)格： 主減速器傳動比： 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩： 640N178。最大傳動比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積。 代入數(shù)據(jù)，得 : =179。該 發(fā)動機=140kw，對應(yīng)功率下的轉(zhuǎn)速 =2500r/min， 發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩為640Nm。 則 : 滿載時后軸軸荷為： =18000179。由參考文獻 [1]可知， 4179。 參考相同噸位的已有車型可初選軸距L=3500mm。參考相同噸位車型，可初選貨車輪胎為普通斷面子午線輪胎，型號為： 。參考相同噸位的貨車車型，選其驅(qū)動形式為 4179。 2488179。寬179。 此外，還應(yīng)考慮萬向傳動裝置的質(zhì)量以及制造成本等實際問題。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的載荷振動和噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，在使用車速內(nèi)不應(yīng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。 本設(shè)計選擇萬向傳動軸的優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計基本要求如下： (1)保證所連接的兩軸的夾角及相對位置在一定范圍內(nèi)變化時，能可靠而穩(wěn)定地傳遞動力。 另外，萬向傳動裝置還應(yīng)當滿足汽車必要的動力性和經(jīng)濟性指標，滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。 在汽 車高速行駛的時候，萬向傳動裝置也在伴隨著高速旋轉(zhuǎn)，并且源源不斷的將動力從變速器的輸出 端輸送到主減速器上。選用與布置不當會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加動負荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)和早期損壞。以內(nèi)燃機在作為動力的機械傳動汽車中，萬向傳動裝置是其傳動系中必不可少的部分。萬向傳動裝置已經(jīng)可以滿足飛速發(fā)展的汽車科技 ??1 。 直到現(xiàn)在，根據(jù)在扭轉(zhuǎn)方向是是否有明顯的彈性，萬向節(jié)可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。 1908 年第一個球式萬向節(jié)誕生， 1926 年凸塊式等速萬向節(jié)出現(xiàn)，開始用于獨立懸架的前輪驅(qū)動轎車和四輪驅(qū)動的 軍用車的前輪轉(zhuǎn)向節(jié)。 1683年雙聯(lián)式虎克萬向節(jié)誕生，消除了單個虎克萬向節(jié)傳遞的不等速性，并于 1901年用于汽車轉(zhuǎn)向輪。 第 1 頁 目錄 汽車萬