汽車設(shè)計(jì) 全系列傳動
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機(jī)械CAD收集整理: 汽車技朮聯(lián)盟：johns_01 E-mail:johns_01@ 本資料來自網(wǎng)絡(luò)僅供參考使用，有涉及版權(quán)請來信告知刪除處理! 傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 傳動軸總成主要由傳動軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬向節(jié)叉組成。 傳動軸中一般設(shè)有由 滑動叉和花鍵軸組成的滑動花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動長度的變化。為了減小滑動花鍵的軸向滑動阻 力和磨損，有時(shí)對花鍵齒進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層；有的則在花鍵槽中放入滾針、滾柱或 滾珠等滾動元件，以滾動摩擦代替滑動摩擦，提高傳動效率。但這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。 有時(shí)對于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動，還采用具有彈性的傳動軸。傳動軸上的花鍵應(yīng)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(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)破壞傳動軸總成的動 平衡。 傳動軸的長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)保證在傳動軸 長度處在最大值時(shí)，花鍵套與軸有足夠的配合長度；而在長度處在最小時(shí)不頂死。傳動軸夾 角的大小直接影響到萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動的效率和十字軸旋轉(zhuǎn)的不均 勻性。 在長度一定時(shí)，傳動軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn) 速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn) 象，以致振幅急劇增加而引起傳動軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速為 2 22 8 102.1 C cC k L dD n + ×= (4—13) 式中，n k 為傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速(r／min)；L C 為傳動軸長度(mm)，即兩萬向節(jié)中心之間的 距離；d c 和D c 分別為傳動軸軸管的內(nèi)、外徑(mm)。 在設(shè)計(jì)傳動軸時(shí)，取安全系數(shù)K=n k ／n max =1.2～2.0，K=1．2用于精確動平衡、高精度的 伸縮花鍵及萬向節(jié)間隙比較小時(shí)，n max 為傳動軸的最高轉(zhuǎn)速(r／min)。 由式(4 —13)可知，在D c 和L c 相同時(shí)，實(shí)心軸比空心軸的臨界轉(zhuǎn)速低，且費(fèi)材料。另外， 當(dāng)傳動軸長度超過1．5m時(shí)，為了提高n k 以及總布置上的考慮，常將傳動軸斷開成兩根或三 根，萬向節(jié)用三個(gè)或四個(gè)，而在中間傳動軸上加設(shè)中間支承。 傳動軸軸管斷面尺寸除滿足臨界轉(zhuǎn)速的要求外，還應(yīng)保證有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軸管的扭 轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τ c 應(yīng)滿足 )( 16 44 cC SC c dD TD ? = π τ ≤[ τ c ] (4—14) 式中，[ τ c ]為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，為300MPa；其余符號同前。 對于傳動軸上的花鍵軸，通常以底徑計(jì)算其扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T h ，許用切應(yīng)力一般按安全系數(shù) 為2～3確定，即 3 16 h S h d T π τ = (4—15) 式中，d h 為花鍵軸的花鍵內(nèi)徑。 當(dāng)傳動軸滑動花鍵采用矩形花鍵時(shí)，齒側(cè)擠壓應(yīng)力為 0 ) 2 )( 4 ( ' nL dDdD KT h hhhh S y ?+ =σ (4—16) 式中，K ′為花鍵轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)，K ′=1．3～1．4；D h 和d h 分別為花鍵外徑和內(nèi)徑；L h 為 花鍵的有效工作長度；n o 為花鍵齒數(shù)。 對于齒面硬度大于35HRC的滑動花鍵，齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力為2550MPa；對于不滑動花鍵， 齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力為50～100MPa。 漸開線花鍵應(yīng)力的計(jì)算方法與矩形花鍵相似，只是計(jì)算的作用面是按其工作面的投影進(jìn) 行。 傳動軸總成不平衡是傳動系彎曲振動的一個(gè)激勵(lì)源，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，將產(chǎn)生明顯的振動 和噪聲。萬向節(jié)中十字軸的軸向竄動、傳動軸滑動花鍵中的間隙、傳動軸總成兩端連接處的 定心精度、高速回轉(zhuǎn)時(shí)傳動軸的彈性變形、傳動軸上點(diǎn)焊平衡片時(shí)的熱影響等因素，都能改 變傳動軸總成的不平衡度。提高滑動花鍵的耐磨性和萬向節(jié)花鍵的配合精度、縮短傳動軸長 度增加其彎曲剛度，都能降低傳動軸的不平衡度。為了消除點(diǎn)焊平衡片的熱影響，應(yīng)在冷卻 后再進(jìn)行動平衡檢驗(yàn)。傳動軸的不平衡度，對于轎車，在3000～6000r／min時(shí)應(yīng)不大于25～ 35g·cm；對于貨車，在1000～4000r／mi n時(shí)不大于50～100g·cm。另外，傳動軸總成徑向 全跳動應(yīng)不大于0．5～0．8mm。
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