【正文】 輪與齒輪之間的嚙合完成，比較容易理解。作用就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動(dòng)的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。如果后輪軸做成一個(gè)整體，就無(wú)法做到兩側(cè)輪子的轉(zhuǎn)速差異，也就是做不到自動(dòng)調(diào)整。普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼） 、半軸齒輪等零件組成。差速器的設(shè)計(jì)要求滿足：（左半軸轉(zhuǎn)速）+（右半軸轉(zhuǎn)速）=2（行星輪架轉(zhuǎn)速） 。這種調(diào)整是自動(dòng)的，這里涉及到“最小能耗原理” ，也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。同樣的道理，車輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)自動(dòng)趨向能耗最低的狀態(tài)，自動(dòng)地按照轉(zhuǎn)彎半徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。示意圖如下： 圖 24 差速器 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置萬(wàn)向傳動(dòng)裝置一般由萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。示意圖如下：安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18圖 25 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置萬(wàn)向節(jié)按其剛度的大小可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和撓性萬(wàn)向節(jié)，前者的動(dòng)力是靠零件的鉸鏈?zhǔn)铰?lián)接傳遞的；而后者的動(dòng)力則是靠彈性零件傳遞的，如橡膠盤(pán)、橡膠塊等，由于彈性元件的變形量有限，因而撓性萬(wàn)向節(jié)一般用于兩軸間夾角不大以及有微量軸向位移的軸間傳動(dòng)。1. 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸組合，稱為萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置?！∑囀且粋€(gè)運(yùn)動(dòng)的物體。汽車運(yùn)行中路面不平產(chǎn)生跳動(dòng)，負(fù)荷變化或者兩個(gè)總成安裝位置差異，都會(huì)使得變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋主減速器輸入軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，因此要用一個(gè)“以變應(yīng)變”的裝置來(lái)解決這一個(gè)問(wèn)題，因此就有了萬(wàn)向節(jié)這個(gè)東西。但它與肢體關(guān)節(jié)的活動(dòng)形式又有所不同，它僅允許夾角在一定范圍內(nèi)變化。目前后驅(qū)動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣的一種普通萬(wàn)向節(jié)由萬(wàn)向節(jié)叉、十字軸等基本零件構(gòu)成。萬(wàn)向節(jié)叉上的花鍵連接又可以做小許的軸向移動(dòng)，這樣就適應(yīng)了夾角和距離同時(shí)變化的需要。因此，后驅(qū)動(dòng)汽車的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)形式都采用雙萬(wàn)向節(jié)，就是傳動(dòng)軸兩端各有一個(gè)萬(wàn)向節(jié)，其作用是使傳動(dòng)軸兩端的夾角相等，保證輸出軸與軸入軸的瞬時(shí)角速度始終相等。由于受軸向尺寸的限制，要求偏角又比較大，普通萬(wàn)向節(jié)難以勝任，所以廣泛采用各式各樣的等速萬(wàn)向節(jié)。在各種等速萬(wàn)向節(jié)中，常見(jiàn)是球籠式萬(wàn)向節(jié)，它用六個(gè)鋼球傳力，主動(dòng)軸與從動(dòng)軸在任何交角的情況下，鋼球都位于兩園的交點(diǎn)上，即位于兩軸交角的平分面上，從而保證主、從動(dòng)軸等角速度傳動(dòng)。而負(fù)責(zé)將動(dòng)力傳送至驅(qū)動(dòng)輪的機(jī)構(gòu)，便是傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)（FR）或是前置發(fā)動(dòng)機(jī)四輪驅(qū)動(dòng)車型之中，由于后輪需擔(dān)負(fù)驅(qū)動(dòng)的工作，因此必須將動(dòng)力傳動(dòng)到后軸的差速器，以進(jìn)而將動(dòng)力傳輸至后輪。而在前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)車型（FF）、后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)車型(RR)、中置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)車型(MR)，這三種傳動(dòng)方式的汽車上則沒(méi)有裝設(shè)傳動(dòng)軸，變速箱與差速器的動(dòng)力輸出后，便直接連接輪軸。輪軸亦稱為“半軸”或“驅(qū)動(dòng)軸”。示意圖如下： 圖 27 驅(qū)動(dòng)橋1. 驅(qū)動(dòng)橋主減速器主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件。2. 驅(qū)動(dòng)橋差速器 差速器的作用為使車輪盡可能不發(fā)生滑動(dòng)，保證車輪能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。這種差速器轉(zhuǎn)矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。防滑差速器：防滑差速器的特點(diǎn)是，當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)時(shí)，能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪，以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來(lái)產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。驅(qū)動(dòng)橋橋殼驅(qū)動(dòng)橋殼是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎(chǔ)件，主要作用是支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等。 第 3 章 汽車傳動(dòng)軸的匹配設(shè)計(jì)理論計(jì)算 引言 這一章主要內(nèi)容和目的包括：傳動(dòng)軸扭矩的計(jì)算，以校核傳動(dòng)軸的靜扭強(qiáng)度。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束后我們還要對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)所得的尺寸進(jìn)行校核，確認(rèn)所得的尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算軸的直徑、扭矩以及花鍵的大徑小徑的尺寸等參數(shù)。傳動(dòng)軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量增大各個(gè)過(guò)渡部分的圓角半徑，尤其是凸緣和桿部、花鍵與桿部的過(guò)渡部分，以減小應(yīng)力集中。設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)該小于驅(qū)動(dòng)橋其他傳動(dòng)零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備，使半傳動(dòng)軸起一個(gè)熔絲的作用。傳動(dòng)軸與傳動(dòng)軸齒輪一般采用花鍵連接，對(duì)花鍵應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力和鍵齒切應(yīng)力的驗(yàn)算。圖 32 傳動(dòng)軸的扭矩圖本車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)不是傳統(tǒng)載貨車上從變速器到后驅(qū)動(dòng)橋之間長(zhǎng)軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，而是半軸傳動(dòng)設(shè)。 示意圖如下：圖 33 半軸所校核花鍵樣板如下圖所示： 圖 34 花鍵安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 汽車傳動(dòng)軸的匹配設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖 花 鍵 齒 側(cè) 擠 壓 應(yīng) 力 的 校 核 花 鍵 齒 側(cè) 剪 切 應(yīng) 力 校 核擠 壓 應(yīng) 力 б 計(jì) 算 擠 壓 應(yīng) 力 τ 計(jì) 算判 定 條 件 б ≦ [б ]判 定 條 件 τ ≦ [τ ]驅(qū) 動(dòng) 軸 的 校 核 計(jì) 算軸 管 直 徑 選 擇扭 轉(zhuǎn) 應(yīng) 力 τ 計(jì) 算判 定 條 件 τ [τ ]合 格圖 35 傳動(dòng)軸的匹配設(shè)計(jì)計(jì)算流程圖 汽車傳動(dòng)軸的匹配設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程和結(jié)果 傳動(dòng)軸的扭矩設(shè)計(jì)：計(jì)算中所需的參數(shù)及其來(lái)源如下表所示：名稱 代號(hào) 參數(shù)值 來(lái)源發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 nemax 7000r/min 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pemax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax Nm 納鐵福啟動(dòng)時(shí)的扭矩增量系數(shù)fc’ 納鐵福表格 31 設(shè)計(jì)所需參數(shù)1.）首先計(jì)算由發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 Temax傳遞來(lái)的最大變速扭矩 TEgmax如下：手動(dòng)變速器：TEGmax=TemaxiG/Z （31）然后計(jì)算最大附著扭矩 TAmax,TAmax＝Q F/2RSμfs （32）比較 TEGmax與 TAmax的大小，取其中的較小值作為最大承受載荷 TJmax,（由扭矩圖得的結(jié)論）在此基礎(chǔ)上計(jì)算應(yīng)用扭矩 TAPP, TAPP=TJmaxfc （3安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 263）驅(qū)動(dòng)軸屈服扭矩應(yīng)大于或等于 TAPP。計(jì)算過(guò)程如下：TEGmax=TemaxiG/Z=m由于 TEGmax TAmax所以 TJmax=TEgmaxTAPP=TJmaxfc== Nm,大于 TAPP，所以滿足要求。mm， Nmm；安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27i1—變速器一檔傳動(dòng)比i0—主減速器傳動(dòng)比kd—?jiǎng)虞d系數(shù)η—傳動(dòng)效率ζ—差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于圓錐行星齒輪差速器可取 各參數(shù)取值如下：Temax＝ Nm= （3?331098716DmNTj?????6）取安全系數(shù) 得 39。＜?][取 ＝539N/mm 2[高合金鋼（40Cr、40MnB 等） 、中頻淬火抗拉應(yīng)力≥980 N/mm 2，工程應(yīng)用中扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為抗拉應(yīng)力的 ～，取該系數(shù)為，所 以半軸最小直徑= =][*??jTD?3/????mN則可以取軸的取直徑為 27mm。mm； D1,D2－花鍵的大徑和小徑，mm；Z………花鍵齒數(shù)L………花鍵有效長(zhǎng)度φ………載荷分布不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)可取 ……許用擠壓應(yīng)力，花鍵取 = 。mm；安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29D1,D2－花鍵的外徑和內(nèi)徑，mm；Z………花鍵齒數(shù)L………花鍵有效長(zhǎng)度b………花鍵齒寬，mmφ………載荷分布不均勻系數(shù)，計(jì)算時(shí)可取 ……許用擠壓應(yīng)力，花鍵取 = N/mm2。m z=28 φ= 花鍵的有效長(zhǎng)度應(yīng)該小于輪轂端花鍵有效長(zhǎng)度的參數(shù)根據(jù)受力可以取 L=30 b=對(duì)車輪端和對(duì)變速器端： ????? 267?把所得的結(jié)果分別帶入不等式組中得： ?zLbmNTDjj????22121/)4( /96)(解得：（1） ?則可得 理論取值范圍如下圖陰影部分：21D與安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30圖 36 傳動(dòng)軸花鍵大徑與小徑的取值范圍可以由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中花鍵部分介紹取花鍵 表()769格 34 設(shè)計(jì)所選花鍵參數(shù)校核：代入得車輪端花鍵軸： 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 312221 222121 /).(4 /).()..(18))(( mNmNxzLbDT mNxZjj ????????????? ????????2/1][/0?jmN??則 ??????校核：代入得變速器端花鍵軸： mNxzLbDTmNxZjj /)(74 /)()(1)(4221 22121 ????????????? ?????????2N/m6][/?jmN??則 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器和車輪的參數(shù)，由上??????計(jì)算比較,傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)軸在所驗(yàn)證的項(xiàng)目上是可靠的，可以滿足本車動(dòng)力匹配要求 汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核的程序開(kāi)發(fā) 編輯程序的流程圖1.）傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的 C++編寫(xiě)流程圖：安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32圖 37 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)程序的流程圖2.）半軸校核的 C++ 編寫(xiě)流程圖：安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33圖 38 傳動(dòng)軸校核程序的流程圖 程序內(nèi)容1）半軸及其上的花鍵設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)程序： include iostream using namespace std 。double p = 1 / 。cin t0 v i0 i1 kd u z l b s 。w = 16 * A * t * 1000 / / T1 。C = 2 * b * T2 / J 。cout d = d endl 。cout d1 d2 = C endl 。}2）半軸扭矩及其花鍵的校核程序 include iostream using namespace std 。cout 請(qǐng)分別輸入: 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 t3 , 主減速器傳動(dòng)比 i0 , 變速器一檔傳動(dòng)比 i1 , 驅(qū)動(dòng)輪數(shù) z1 , 前橋載荷 q , 車輪附著系數(shù) u1 , 車輪靜態(tài)加載半徑 r , 汽車最大附著扭矩起動(dòng)時(shí)的增扭系數(shù) f1,汽車最大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩起動(dòng)時(shí)的增扭系數(shù) f2 \n \n。i = i0 * i1 。t2 = q/2 * r * u1 * * f1。else T = t2 * f2 。else cout 本車驅(qū)動(dòng)軸扭矩不滿足要求!!\n\n 。cout 請(qǐng)分別輸入以下數(shù)據(jù)：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 t0 , 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) v ,主減速器傳動(dòng)比 i00 , 變速器一檔傳動(dòng)比 i11 , 動(dòng)載系數(shù) kd , 傳動(dòng)效率 u ,花鍵齒數(shù) z , 花鍵的有效長(zhǎng)度 l , 花鍵齒寬 b , 載荷分布不均勻系數(shù) s , 所選用的半軸直徑 d , 設(shè)計(jì)所選用花鍵的大徑 d1 , 設(shè)計(jì)所選用的花鍵小徑 d2 \n\n 。t = v * t0 * i11 * i00 * kd * u 。T22 = 4 * t * 1000 / ( d1 + d2 ) / ( z * l * b * s ) 。if ( d = D amp。 T11 = T1 ) cout The magnitude of torsion is right! \n \n 。if ( J1 = J ) cout The extrusionstress is right! \n \n 。if ( T22 = T2 ) cout The cutstress is right! \n \n 。if ( J1 = J amp。 T22 = T2 ) cout The semidiamete of axostyle is right! \n\n 。 return 0 。它滿足傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)對(duì)傳動(dòng)軸的直徑要求、扭矩要求同時(shí)還滿足其對(duì)傳動(dòng)軸上花鍵的齒側(cè)擠壓應(yīng)力與齒側(cè)剪切應(yīng)力的要求。首先這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作包括：按通過(guò)根據(jù)現(xiàn)有參數(shù)，對(duì)轎車驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行理論上的設(shè)計(jì)，主要公式有扭矩，軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核計(jì)算公式。我們還通過(guò)編輯的 C 語(yǔ)言程序?qū)S的直徑、花鍵的大徑和小徑的計(jì)算和校核。提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。最后由于資料緊缺和個(gè)人能力有限這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的不是很完美，它有很多不足之處，如本來(lái)我想把汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)元件設(shè)計(jì)計(jì)算一遍，可惜由于工作量過(guò)大，同時(shí)很多數(shù)據(jù)屬于還在保密階段所以沒(méi)有能