小型汽车的万向轴传动装置设计

1.4 设计内容本文设计的是小型汽车的万向轴传动装置，万向轴在汽车上有很多应用，结构不一样，但是他的作用一样，传递动力使汽车运动。与其他的齿轮传动、带传动、链传动机构相比。万向节传动传动有着不可能代替的优点，当需要将一根轴的扭矩或传动较大的轴间夹角传动到最远距离，且角度可能变化另一根轴时，往往只能选择万向节传动机构来实现。第二章.转动轴设计2.1 万向轴的意义 万向轴又叫万向联轴器。万向联轴器用来连接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转一传递扭矩的机械零件。2.2 万向轴的结构特点及基本要求万向传动轴一般由万向节、传动轴和中间支撑部分组成。主要用于工作过程中相应位置不节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动之桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。传动轴是一个高速、少支撑的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同形式的转动轴。一般来讲4*2驱动形式的汽车仅有一根主动转轴。6*4驱动形式的汽车有中间转动轴、主转动轴和中、后桥装动轴。6*6驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还能前驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承，它是由支架、轴承和橡胶支撑组成。传动轴是由轴管，伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴早出厂前都要进行动平衡实验，并在平衡机上进行了调整。因此一组传动轴是配套出厂的在使用中就应该特别注意。 图2.1万向转动装置的工作及原理 图2.2 变速器与驱动桥之间的万向转动装置基本要求：1. 保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠的传递动力。2. 保证所连接两轴尽可能等速运转。3. 由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。4. 传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等2.1 计算公式代表的意义强度校核发动机转速安全系数转动轴长度转动轴外径转动轴内径许用扭转切应力转动轴的转矩挤压应力花键齿数花键齿的有效长度第三章.东风小型货车直轴设计3.1 东风小型货车及原始数据及其参数发动机输出扭矩：额定载荷800kg载重量1500kg最高车速120km/h额定功率29.4/6000 kw/（r/min）最大扭矩59N.M/5700r/min 轴距:1900mm; 轮距：前轮1100mm 后轮1100mm 3.2 东风型万向传动轴结构分析及选型通过参考我国微信货车的基本设计参数，选定东风小型货车为前置后驱的布置形式，平头驾驶室，因其用途一般，则轴数根据其特点确定两轴，驱动形式；4*2，后轮驱动。此种布置的优点有：1.容易发现发动机的故障，维修方便；离合器、变速器等操作机构简单，容易布置：货箱地板低平；2.汽车总长和轴距尺寸短；最小转弯直径小；机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总成那个缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室是能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。由于东风小型货车的轴距不算太长，根据初选为1800mm，且载重量不超过2t，所以不选中间支撑，只选用一根主传动轴，设计此发动机的形式为前置后驱，由于悬架不断变形，变速器或分动器输出轴线之间的相对位置经常变化，根据货车的总体位置要求将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一段距离，考虑到他们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以采用十字轴，为了避免运动干涉，在传动轴中没有由滑动叉和花键轴组成的伸缩节，以实现传动轴长度的变化。空心传动轴具有较小的质量，能传递较大的转矩，比实心传动轴具有更高的临界转速，所以此传动轴管采用空心传动轴。传动轴经常处于高速运转下，所以轴的材料查机械零件手册选取40CrNi适用于很重要的轴，具有较高强度的扭转强度。3.2.1 传动轴管的选择传动轴的长度和夹角及他们的变化范围，由汽车总布置设计决定，设计时应用保证早传动轴的长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。传动轴夹角大小会影响万向十字节轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴的不均匀性。变化范围为3传动轴管由低碳板制壁厚均匀、壁薄（1.5-3.0mm）、管径较大、易质量平衡、扭转强度高、弯曲刚度高、适用高速运转的电焊钢管制成。3.2.2 伸缩花键的选择选矩形花键，由于补偿由于汽车行驶时传动轴两端万向节之间的长度变化。为减小阻力及磨损，对花键齿磷化处理或喷涂尼龙，外层设有防尘罩，间隙小一些以免引起转动轴的振动。花键齿与键槽按对应标记装配，以保持传动轴总成的动平衡。动平衡的不平衡由电焊在轴管外的平衡片补偿。装车时转动轴的伸缩花键一端应靠近变速器，减小其轴向阻力和磨损。其结构如下3.3 万向转动轴的计算及强度校核3.3.1 传动轴的临界转速长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴的有足够的强度和足够的临界转速。所谓临界转速，就是当转动轴的工作转速接近于其他弯曲固有振动频率时，即出现其振动现象，以至振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速NK(r/min)为，安全系数k取1.2，适用于一般精度的伸缩花键则有（因tj1010微型货车无挡速 最高取直接挡） （为发动机转速）安全系数k 3.3.2转动轴计算转矩3.3.3 转动轴长度选择 根据轴距1800mm，初选转动轴支撑LC=（12503.6）mm，花键长度应小于支撑长度，满足万向节转动轴的间隙要求，去花键为（11002.5）mm3.3.4 转动轴管内外径确定 得 初取Dc=68则dc=mm3.3.5 传动轴扭矩强度校核 由于转动轴只承受扭转应力二不承受弯曲应力，所以只校核扭转强度。公式如：=上述计算满足扭转强度要求3.3.6 花键内外径确定转动轴花键尺寸按表推荐的数值进行初步规定，结合国家选取标准最后进行强度校核，国产汽车目前的转动轴花键一般为矩形