汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)資料

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1、五十鈴貨車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 第一章 五十鈴貨車原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩：最大扭矩318.5N·m/2000r/min；軸距：3360mm；變速器傳動(dòng)比: ?五擋0.787 ，一擋6.378，輪距：前輪1760毫米，后輪1610毫米，載重量5000千克 設(shè)計(jì)要求： 只設(shè)計(jì)直軸部分，進(jìn)行受力分析，彎、扭，強(qiáng)度校核，畫圖 第二章 萬(wàn)向傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本要求 萬(wàn)向傳動(dòng)軸一般是由萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。主要用于在工作過程中相對(duì)位置不節(jié)組成。伸縮套能自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間距離的變化。萬(wàn)向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速傳動(dòng)。一

2、般萬(wàn)向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。 傳動(dòng)軸是一個(gè)高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體，因斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。重型載貨汽車根據(jù)驅(qū)動(dòng)形式的不同選擇不同型式的傳動(dòng)軸。一般來講4×2驅(qū)動(dòng)形式的汽車僅有一根主傳動(dòng)軸。6×4驅(qū)動(dòng)形式的汽車有中間傳動(dòng)軸、主傳動(dòng)軸和中、后橋傳動(dòng)軸。6×6驅(qū)動(dòng)形式的汽車不僅有中間傳動(dòng)軸、主傳動(dòng)軸和中、后橋傳動(dòng)軸，而且還有前橋驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸。在長(zhǎng)軸距車輛的中間傳動(dòng)軸一般設(shè)有傳動(dòng)軸中間支承．它是由支承架、軸承和橡膠支承組成。 傳動(dòng)軸是由軸管、伸縮套和萬(wàn)向此它的動(dòng)平衡是至關(guān)重要的。一般傳動(dòng)軸在出廠前都要進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，并在平衡機(jī)上進(jìn)行了調(diào)整。因此，一組傳動(dòng)軸是配套出廠的

3、，在使用中就應(yīng)特別注意。 圖 2-1? 萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的工作原理及功用 圖 2-2? 變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間的萬(wàn)向傳動(dòng)裝置 基本要求： 1.保證所連接的兩根軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。 2.保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.由于萬(wàn)向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 4.傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易等 第三章 五十鈴萬(wàn)向傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析及選型 由于五十鈴貨車軸距不算太長(zhǎng)，且載重量5噸屬中型貨車，所以不選中間支承，只選用一根主傳動(dòng)軸，貨車發(fā)動(dòng)機(jī)一般為前置后驅(qū),由于懸架不斷變形，變速器或分動(dòng)器輸出軸軸線之間的相對(duì)

4、位置經(jīng)常變化,根據(jù)貨車的總體布置要求，將離合器與變速器、變速器與分動(dòng)器之間拉開一段距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸同心及車架的變形，所以采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸，為了避免運(yùn)動(dòng)干涉,在傳動(dòng)軸中設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的伸縮節(jié),以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)軸長(zhǎng)度的變化?？招膫鲃?dòng)軸具有較小的質(zhì)量，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，比實(shí)心傳動(dòng)軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，所以此傳動(dòng)軸管采用空心傳動(dòng)軸。 傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度和夾角及它們的變化范圍，由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處于最小時(shí)，兩者不頂死。傳動(dòng)軸夾角大小會(huì)影響萬(wàn)向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬(wàn)向傳動(dòng)效率和十字軸的不均勻性。

5、變化范圍為3。 傳動(dòng)軸經(jīng)常處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所以軸的材料查機(jī)械零件手冊(cè)選取40CrNi，適用于很重要的軸，具有較高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。 3.1傳動(dòng)軸管選擇 傳動(dòng)軸管由低碳鋼板制壁厚均勻、壁薄（1.5～3.0mm）、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。 3.2 伸縮花鍵選擇 選擇矩形花鍵，用于補(bǔ)償由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)軸兩端萬(wàn)向節(jié)之間的長(zhǎng)度變化。為減小阻力及磨損，對(duì)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)。花鍵齒與鍵槽按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以保持傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。動(dòng)平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。裝車時(shí)傳動(dòng)軸

6、的伸縮花鍵一端應(yīng)靠近變速器，減小其軸向阻力和磨損。其結(jié)構(gòu)圖如下: 圖 3-1 萬(wàn)向傳動(dòng)軸—花鍵軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬(wàn)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 第四章 萬(wàn)向傳動(dòng)軸計(jì)算及強(qiáng)度校核 4.1傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 長(zhǎng)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。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速nk（r/min）為，安全系數(shù)K取2.0，適用于一般精度的伸縮花鍵 則有

7、 （為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速） ， 4.2傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 4.3傳動(dòng)軸長(zhǎng)度選擇 根據(jù)軸距3360mm，初選傳動(dòng)軸支承長(zhǎng)度為 mm，花鍵軸長(zhǎng)度應(yīng)小于支承長(zhǎng)度，滿足萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸的間隙要求，取花鍵軸長(zhǎng)度為 4.4傳動(dòng)軸管內(nèi)外徑確定 得 又 初取? ，? 則 ——Lc為傳動(dòng)軸長(zhǎng)度（mm），即兩萬(wàn)向節(jié)中心之間的距離；dc和Dc分別為傳動(dòng)軸軸管的內(nèi)、外徑（mm） 4.5傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)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 ?（為軸管許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力） 上式說明設(shè)計(jì)參數(shù)滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求 4.6花鍵內(nèi)外徑確定 取安全系數(shù)2.27，則 ——

8、為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ——為花鍵轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)，取1.3——花鍵外徑 ——花鍵內(nèi)徑 ——為花鍵有效工作長(zhǎng)度 B——為鍵齒寬 ——為花鍵齒數(shù) 由于花鍵齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力較小，所以選用Lh較大尺寸的花鍵，查GB/T1144-2001，取,,，。 4.7花鍵擠壓強(qiáng)度校核 當(dāng)花鍵齒面硬度為35HRC時(shí)，許用擠壓應(yīng)力為 則,滿足花鍵擠壓強(qiáng)度。 4.8傳動(dòng)軸形位公差確定 通過查手冊(cè)中軸的公差及基本偏差表，確定軸選用配合e7，此配合適用于有明顯間隙、易于轉(zhuǎn)動(dòng)的支承配合，花鍵根據(jù)手冊(cè)查得dh為f7，Dh為a11，B為d10，由此可確定軸的外徑和內(nèi)徑分別為mm mm，花鍵外徑跟內(nèi)徑分別為，，

9、，，。 傳動(dòng)軸總成的不平衡是傳動(dòng)系彎曲振動(dòng)的一個(gè)激勵(lì)源，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和噪聲。萬(wàn)向節(jié)中十字軸的軸向竄動(dòng)、傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵中的間隙、傳動(dòng)軸總成兩端連接處的定心精度、高速回轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)軸的彈性變形、傳動(dòng)軸上點(diǎn)焊平衡片時(shí)的熱影響等因素，都能改變傳動(dòng)軸總成的不平衡度。提高滑動(dòng)花鍵的耐磨性和萬(wàn)向節(jié)花鍵的配合精度、縮短傳動(dòng)軸長(zhǎng)度并增加其彎曲剛度，都能降低傳動(dòng)軸的不平衡度。為了消除點(diǎn)焊平衡片的熱影響，應(yīng)在冷卻后再進(jìn)行動(dòng)平衡檢驗(yàn)。傳動(dòng)軸的不平衡度，對(duì)于五十鈴貨車，在1000～4000r/min時(shí)不大于50～100g 。傳動(dòng)軸總成的徑向全跳動(dòng)不大于0.8mm。軸管兩端的擺差在其兩端不大于0.5mm。用3038N·m的扭矩試驗(yàn)焊接強(qiáng)度，焊接鋼絲采用H08Mn2Si。