傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算

1、傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算書編制:校對:批準(zhǔn):日期:計(jì)算目的我們初步選定了傳動(dòng)軸，軸徑選取27 （詳見傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)方案書），動(dòng)力端選用球 面滾輪萬向節(jié)，車輪端選用球籠萬向節(jié)。左、右前輪分別由 1根等速萬向節(jié)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。通 過計(jì)算，校核選型是否合適。計(jì)算方法本車傳動(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)橋之間長軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)，而是半軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)。而且傳動(dòng)軸材料采用高級優(yōu)質(zhì)合金鋼，且熱處理工藝性好，使傳動(dòng)軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng) 度大為提高，因此計(jì)算中許用應(yīng)力按照半軸設(shè)計(jì)采用含鉻合金鋼，如40Cr、42CrMo 40MnB,其扭轉(zhuǎn)屈服極限可達(dá)到784N/mm左右，軸端花鍵擠壓應(yīng)力可達(dá)到 196N/mm傳動(dòng)軸校核計(jì)算流程：傳

2、動(dòng)軸校核計(jì)算花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力校核傳動(dòng)軸最大轉(zhuǎn)速nmax計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速ne計(jì)算1判定條件ne/n max1.2 2.0軸管直徑選擇判定條件1.1軸管直徑的校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 計(jì)算擠壓應(yīng)力計(jì)算判定條件合格校核：兩端自由支撐、壁厚均勻的等截面?zhèn)鲃?dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速ne 1.2x10 8 西二M(r/min)其中：nc發(fā)動(dòng)機(jī)的額定最大轉(zhuǎn)速,r/min ；I2式中L傳動(dòng)軸長，取兩萬向節(jié)之中心距： mm D為傳動(dòng)軸軸管外直徑：mmd為傳動(dòng)軸軸管內(nèi)直徑：mm各參數(shù)取值如下：D= 27mm d= 0mm取安全系數(shù)K=re/nmax,其中nmax為最高車速時(shí)的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速,取安全系數(shù) K= ne/n max=1.22.0 。實(shí)

3、際上傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速 nmax= nc/ (i gX io), r/mini g-變速器傳動(dòng)比;i 0-主減速器傳動(dòng)比。1.2軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的校核校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：=16 DT J(N/mr2)許用應(yīng)力，取=539N/mm高合金鋼(40Cr、40MnB等)、中頻淬火抗拉應(yīng)力980N/mm工程應(yīng)用中扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為抗拉應(yīng)力的0.50.6，取該系數(shù)為0.55，由此可取扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為539N/mm參考GB3077-88式中:T傳動(dòng)系計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N- mm T Temaxig1i g0kd /2n - mTemax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N m i gi 變速器一檔傳動(dòng)比或倒檔傳動(dòng)比;i go 主減速器傳動(dòng)比kd 動(dòng)載系數(shù)n

4、-傳動(dòng)效率1.3傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核Tj(D1 D2)(D1 D2)ZL.(N/mrr)式中：Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，NmmD,D2花鍵的外徑和內(nèi)徑,mm(4八 2Z花鍵齒數(shù)L花鍵有效長度j許用擠壓應(yīng)力，花鍵取j=192N/mm（詳見汽車設(shè)計(jì)390 頁)1.4參考資料1. 張洪欣.汽車設(shè)計(jì)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19892. 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，20023.4.汽車工程手冊編寫組編.汽車工程手冊（設(shè)計(jì)篇）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)資料手冊（金屬篇）.出版社：中國汽車技術(shù)研究中心計(jì)算過程傳動(dòng)軸花鍵參數(shù)：固定節(jié)外花鍵參數(shù)齒

5、形漸開線模數(shù)1壓力角45齒數(shù)25節(jié)徑25大徑0 26 0.25小徑 24max量棒直徑2量棒跨距0.02328.368 o.061花鍵長46變速器參數(shù):變速器型號F5M42- Z F6NA型式五擋手動(dòng)變速箱，機(jī)械式拉索操縱各 擋速比一擋3.917二擋1.95三擋1.3四擋0.941五擋0.75倒擋3.462差速器型式雙曲面錐齒輪主減速比4.5631.1軸管直徑的校核根據(jù)所傳動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩、最高轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)軸長度，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取軸管外直徑及壁厚 根據(jù)同型樣車取 D= 27mm d= 0mm校核：兩端自由支撐、壁厚均勻的等截面?zhèn)鲃?dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速ne1.2x108 (r/min)式中L傳動(dòng)軸長，取兩萬向節(jié)之

6、中心距： mm各參數(shù)取值如下：D= 27mm d= 0mm其中左傳動(dòng)軸長L = 438.2mm右傳動(dòng)軸長L= 737.8mm取其中較長的一個(gè) L= 737.8mm代入得：n e=5952r/min取安全系數(shù)K=nfe/n max,其中nmax為最咼車速時(shí)的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速,取安全系數(shù)K=ne/n ma：=1.22.0。實(shí)際上傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速 nmax= nc/ (i gX io), r/min其中：nc發(fā)動(dòng)機(jī)的額定最大轉(zhuǎn)速，r/min ；i g-變速器傳動(dòng)比;i 0-主減速器傳動(dòng)比。各參數(shù)取值如下：nc=5500r/min 由上表參數(shù)得:nmax= 5500/ (i 0X i 5)= 5500/ (

7、4.563 x 0.75 )= 1607r/min代入數(shù)值后 K= 5952/1607=3.72.0由此 27mn軸可滿足要求。1.2軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的校核校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:16DT JD4 d4(N/mrr)許用應(yīng)力，取=539N/mm高合金鋼（40Cr、40MnB等）、中頻淬火抗拉應(yīng)力980N/mm工程應(yīng)用中扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為抗拉應(yīng)力的0.50.6，取該系數(shù)為0.55，由此可取扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為539N/mm參考GB3077-88ema x I g1 丨 g0 dT傳動(dòng)系計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nmm Tj Tema xig1ig0kdTema 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N - mm i g1 變速器一檔傳動(dòng)比或倒檔傳動(dòng)比;i g0 主

8、減速器傳動(dòng)比kd動(dòng)載系數(shù) n -傳動(dòng)效率各參數(shù)取值如下:TemaX= 193N m i g1 = 3.462 i g0= 4.563 kd= 1n =85%按試驗(yàn)數(shù)據(jù)最大轉(zhuǎn)矩 T =193X 3.462 X 4.563 X 1 X 0.85/2 = 1296N m=335N/miTi取安全系數(shù)1.5得=503N/mm539N/mm由此 27mn軸可滿足要求1.3傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核Tj（D 1 D 2 ）（ D 1 D （4八 2式中：Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N-(N/mrr) j-)ZLmmD,D2花鍵的外徑和內(nèi)徑,mmZ花鍵齒數(shù)L花鍵有效長度j許用擠壓應(yīng)力，花鍵取j=192N/mr2（詳見汽車設(shè)計(jì)390頁）變速器端花鍵軸 D1 = 28mm D2= 26mm變速器端花鍵軸Z= 27, L = 27.1 mm校核：代入得車輪端花鍵軸=131.1N/