萬向傳動軸說明書

汽車設(shè)計課程設(shè)計說明書QINGDAOTECHNOLOGICALUNIVERSITY題目：重型載貨汽車萬向傳動軸設(shè)計姓名：學(xué)號：201124225同組者：專業(yè)班級：11級車輛工程1班指導(dǎo)教師：李淑玉商用汽車萬向傳動軸設(shè)計摘要萬向傳動軸在汽車上應(yīng)用比較廣泛。發(fā)動機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動汽車行駛時，由于懸架不斷變形，變速器或分動器的輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸軸線之間的相對位置經(jīng)常變化，因而普遍采用可伸縮的十字軸萬向傳動軸。本設(shè)計注重實際應(yīng)用，考慮整車的總體布置，改進(jìn)了設(shè)計方法，力求整車結(jié)構(gòu)及性能更為合理。傳動軸是由軸管、萬向節(jié)、伸縮花鍵等組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化；萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角發(fā)生變化時實現(xiàn)兩軸的動力傳輸；萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。傳動軸的布置直接影響十字軸萬向節(jié)、主減速器的使用壽命，對汽車的振動噪聲也有很大影響。在傳動軸的設(shè)計中，主要考慮傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速，計算傳動軸的花鍵軸和軸管的尺寸，并校核其扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和臨界轉(zhuǎn)速，確定出合適的安全系數(shù)，合理優(yōu)化軸與軸之間的角度。目錄TOC\o"1-5"\h\z一、 概述 04\o"CurrentDocument"二、 貨車原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 05\o"CurrentDocument"三、 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案的分析與選擇 06\o"CurrentDocument"四、 萬向傳動的運(yùn)動和受力分析 08\o"CurrentDocument"五、 萬向節(jié)的設(shè)計計算 1120六、傳動軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算 1720七、參考文獻(xiàn)、概述汽車上的萬向傳動軸一般是由萬向節(jié)、軸管及其伸縮花鍵等組成。主要是用于在工作過程中相對位置不斷變化的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。矗；傳前輜管傳動軸結(jié)構(gòu)示意圖在動機(jī)前置后輪驅(qū)動的汽車上，由于工作時懸架變形，驅(qū)動橋主減速器輸入軸與變速器輸出軸間經(jīng)常有相對運(yùn)動，普遍采用萬向節(jié)傳動（圖1—1a、b）。當(dāng)驅(qū)動橋與變速器之間相距較遠(yuǎn)，使得傳動軸的長度超過1.5m時，為提高傳動軸的臨界速度以及總布置上的考慮，常將傳動軸斷開成兩段或三段，萬向節(jié)用三個或四個。此時，必須在中間傳動軸上加設(shè)中間支承。傳動距離皎遠(yuǎn)時在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，由于驅(qū)動橋又是轉(zhuǎn)向輪，左右半軸間的夾角隨行駛需要而變，這是多采用球叉式和球籠式等速萬向節(jié)傳動（圖1—1C）。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立懸架結(jié)構(gòu)時也必須采用萬向節(jié)傳動（圖1—1d）。萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明星的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)兩類。剛性萬向節(jié)又可分為不等速萬向節(jié)（常用的為普通十字軸式），等速萬向節(jié)（球叉式、球籠式等），準(zhǔn)等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式、凸塊式、三肖軸式等）。萬向節(jié)傳動應(yīng)保證所連接兩軸的相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力，保證所連接兩軸盡可能同步運(yùn)轉(zhuǎn)，由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。圖LT萬向節(jié)傳動在汽車傳動系中的應(yīng)用萬向傳動軸設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求：1） 、保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力。2） 、保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)；由萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，在使用車速范圍內(nèi)不應(yīng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。3） 、傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等。二、貨車原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容2.1原始數(shù)據(jù)最大總質(zhì)量：28000kg發(fā)動機(jī)的最大輸出扭矩：Tmax=1050N?m（n=1400r/min）；軸距：1950+4550+1350mm；輪胎選?。?1.00R20，空載直徑：1090mm、滿載半徑：520mm變速器傳動比：i=8.626、i=12.961、i=10 1 102.2設(shè)計要求：查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計原則根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)（發(fā)動機(jī)最大力矩和使用工況）及總布置圖，選擇萬向傳動軸的結(jié)構(gòu)型式及主要特性參數(shù)，設(shè)計出一套完整的萬向傳動軸，設(shè)計過程中要進(jìn)行必要的計算與校核。萬向傳動軸設(shè)計和主要技術(shù)參數(shù)的確定

（1） 萬向節(jié)設(shè)計計算（2） 傳動軸設(shè)計計算（3） 完成空載和滿載情況下，傳動軸長度與傳動夾角變化的校核繪制萬向傳動軸裝配圖及主要零部件的零件圖三、萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案的分析與選擇3.1、十字軸式萬向節(jié)普通的十字軸式萬向節(jié)主要由主動叉、從動叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。十字釉式圈楞萬向節(jié) 十字知潤游袖道是雷封裝宙十字釉式圈楞萬向節(jié) 十字知潤游袖道是雷封裝宙圖w￡圖w￡半針軸承定氐方式a）普通蓋板式彈性蓋板式Q外卡式d）內(nèi)卡式f）壑科環(huán)定位式心瓦蓋固定式J—融喧1■逐、■&—萬向節(jié)又：3—油嚅；4—卜字柚；5—宜攵阿口一仙理=

8—池封擋盤—油?；12—油封曜1#—汁袖*目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式（圖3—1a、b）、卡環(huán)式（圖3—1c、d）、瓦蓋固定式（圖3—1e）和塑料環(huán)定位式（圖3—1f）等。蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu)（圖3—1a）是用螺栓1和蓋板3將套筒5固定在萬向節(jié)叉4上，并用鎖片2將螺栓鎖緊。它工作可靠、拆裝方便，但零件數(shù)目較多。有時將彈性蓋板6點焊于軸承座7底部（圖3—1b）,裝配后，彈性蓋板對軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動時由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動，從而避免了由于這種竄動造成的傳動軸動平衡狀態(tài)的破壞。卡環(huán)式可分為外卡式（圖3—1c）和內(nèi)卡式（圖3—1d）兩種。它們具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu)（圖4—1e）中的

萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個整體，而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點，但加工工藝較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu)（圖3—1f）是在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一環(huán)形槽，當(dāng)滾針軸承動配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時，將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中，待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔有塑料溢出時，表明塑料已充滿環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動小，但拆裝不方便。為了防止十字軸軸向竄動和發(fā)熱，保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零，有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。滾針軸承的潤滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多，防塵、防水效果差，在加注潤滑油時，在個別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油，已不能滿足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封（圖3—2a），其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。當(dāng)向十字軸內(nèi)腔注入潤滑油時，陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，不需安裝安全閥，防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時，萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖3—2b為一轎車上采用的多刃口油封，安裝在無潤滑油流通系統(tǒng)且一次潤滑的萬向節(jié)上。十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由4°增至16°時，十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的1/4。士字拍雙聯(lián)叉3.2準(zhǔn)等速萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)是由兩個十字軸萬向節(jié)組合而成。為了保證兩萬向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。五分度桿的雙聯(lián)式萬向節(jié)，在軍用越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)雙聯(lián)式萬向節(jié)萬向節(jié)文動橋中用得相當(dāng)廣泛。此時采用主銷中心偏離萬向節(jié)中心1.0士字拍雙聯(lián)叉3.2準(zhǔn)等速萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)是由兩個十字軸萬向節(jié)組合而成。為了保證兩萬向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。五分度桿的雙聯(lián)式萬向節(jié)，在軍用越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)雙聯(lián)式萬向節(jié)萬向節(jié)文動橋中用得相當(dāng)廣泛。此時采用主銷中心偏離萬向節(jié)中心1.0?3.5mm的方法，使兩萬向節(jié)的工作轉(zhuǎn)速接近相等。雙聯(lián)式萬向節(jié)的主要優(yōu)點是允許兩軸間的夾角較大（一般可達(dá)50°，偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá)60°），軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。當(dāng)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋時，由于雙聯(lián)式萬向節(jié)軸向尺寸較大，為使主銷軸線的延長線與地面交點到輪胎的接地印跡中心偏離不大，就必須用較大的主銷內(nèi)傾角。綜上考慮成本、傳遞轉(zhuǎn)矩的大小以及等速要求等，故選擇十字軸萬向節(jié)。此外，由于傳動軸長度超過1.5m，從總布置上考慮，選擇三根傳動軸，萬向節(jié)用四個，而在傳動軸上需加設(shè)中間支承了。四、萬向節(jié)傳動的運(yùn)動和受力分析4.1、單十字軸萬向節(jié)傳動當(dāng)十字軸萬向節(jié)的主、從動軸之間的夾角為a時，主、從動軸的角速度叫、°2之間存在如下關(guān)系①2 cosa①]1一sin2acos2平式中，甲1為主動叉轉(zhuǎn)角。由于cos2，1是周期為2“的周期函數(shù)，所以含也為同周期的周期函數(shù)。如果叫保持不變，則°2每周變化兩次。因此主動軸以等速動時，從動軸時快時慢，此即普通十字軸傳動的不等速性。十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性可用轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)K表示K——2max 2min=sinatana°i十字軸式剛性萬同十字軸式剛性萬同節(jié)的速度特牲tan中—tan中cosa式中，甲1為主動軸轉(zhuǎn)角，甲2為傳動軸轉(zhuǎn)角，a為主動軸與從動軸之間的夾角。該式表示普通萬向節(jié)傳動的輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)角隨兩軸夾角的變化關(guān)系。（如圖）附加彎曲力偶矩的分析

當(dāng)主動叉處于中1=0和兀位置時（圖a）,由于T作用在十字軸軸線平面上，1故T必為零；而T2的作用平面與十字軸不共平面，必有T2存在，且矢量T2垂直矢量T2，合矢量指向十字軸平面的法線方向，與二大小相等，方向相反。這樣，從動叉上的附加彎矩T2=Tisina。當(dāng)主動叉處于中1=兀/2和3兀/2位置時（圖b），同理可知T2為零，主動叉上的附加彎矩Ti'=Titana。4.2、雙十字軸萬向節(jié)傳動4.2、雙十字軸萬向節(jié)傳動當(dāng)輸入與輸出軸之間存在夾角a時，單個十字軸萬向節(jié)的輸出軸相對輸入軸是不等速旋轉(zhuǎn)的。為使處于同一平面的輸出軸與輸入軸等速旋轉(zhuǎn)，可采用雙萬向節(jié)傳動，但必須保證與傳動軸相連的兩萬向節(jié)叉布置在同一平面內(nèi)，且使兩萬向節(jié)夾角a1和a2相等（圖a、c）。圖卜2附如彎匏對年動輸?shù)淖饔卯?dāng)輸入軸與輸出軸平行時，直接連接傳動軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖4-2b中雙點劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動軸的彎曲振動。當(dāng)輸入軸與輸出軸的軸線相交時（圖4-2c），傳動軸兩端萬向節(jié)叉上所受的附加彎矩方向相同，不能彼此平衡，傳動軸發(fā)生如圖4-2d中雙點劃線的彈性彎曲，因此對兩端的十字軸產(chǎn)生大小相等、方向相反的徑向力。此力作用在滾針軸承碗的底部，并在輸入軸與輸出軸的支承上引起反力。4.3、多十字軸萬向節(jié)傳動多萬向節(jié)傳動的運(yùn)動分析是建立在單十字軸萬向節(jié)運(yùn)動分析的基礎(chǔ)上的。下面分析三萬向節(jié)的等速條件（如圖）。tan饑二tan^?flcosa{tan陽=lari陽cos任務(wù)+字軸萬向節(jié)傳動多萬向節(jié)傳動的從動叉相對主動叉的轉(zhuǎn)角差△中（rad）的計算公式與單萬向節(jié)相似，可寫成 抑=笠-sin2的+9）4 1式中，a°為多萬向節(jié)傳動的當(dāng)量夾角；9為主動叉的初相位角；n為主動軸轉(zhuǎn)角。假如多萬向節(jié)傳動的各軸軸線均在同一平面，且各傳動軸兩端萬向節(jié)叉平面之間的夾角為零或兀/2,則當(dāng)量夾角a°為a=J|a2±a2±a2土......式中的正負(fù)號確定：當(dāng)?shù)谝蝗f向節(jié)的主動叉處在各軸軸線所在的平面內(nèi)，在其余的萬向節(jié)中，如果其主動叉平面與此平面重合定義為正，與此平面垂直定義為負(fù)。為使多萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸等速，應(yīng)使a°=0。萬向節(jié)傳動輸出軸與輸入軸的轉(zhuǎn)角差會引起動力總成支承和懸架彈性元件的振動，還能引起與輸出軸相連齒輪的沖擊和噪聲及駕駛室內(nèi)的諧振噪聲。因此在設(shè)計多萬向節(jié)傳動時，總是希望其當(dāng)量夾角a盡可能小。一般設(shè)計時，應(yīng)使g空載和滿載工況下的a不大于3。。另外，對多萬向節(jié)傳動輸出軸的角加速度幅g

值a2①；應(yīng)加以限制。對于乘用車，a202<350rad/s2；對于商用車，a202<600rad/s2。e1表一各種轉(zhuǎn)速下推薦采用的最大夾角值傳動軸轉(zhuǎn)速（r/min）6000450035003000250020001500夾角（。）34567912表二傳動軸長度、夾角及安全工作轉(zhuǎn)速的關(guān)系傳動軸長度（mm）0-11401140——-15201520——1830夾角（。）060606>6安全工作轉(zhuǎn)速（r/min）0.90nk0.85nk0.80nk0.65nk五、萬向節(jié)的設(shè)計與計算5.1、萬向傳動軸的計算載荷萬向傳動軸因布置位置不同，計算載荷也不同。計算方法主要有三種，見表三。表三萬向傳動軸計算載荷 （NM）位置計算方法 -用于變速器與驅(qū)動橋之間用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動比確定kTkiinkTkiiinse1 nse2 2n按驅(qū)動輪打滑來確定力 Gm'中rT=——2——2 r-SS1 i0imnmT Gm'中rss2 2in按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來確定T= —礦1iinnT=sf2 2inn表中各計算式中，氣響為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.M）；n為計算驅(qū)動橋數(shù)，取法見表四；七為變速器一擋傳動比；門為發(fā)動機(jī)到萬向節(jié)傳動軸之間的傳動效率;k為液力變矩器變矩系數(shù)，k=[（k-1）/2]+1，k為最大變矩系數(shù)；G2為滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動橋上的靜載荷（N）；m2，為汽車最大加速度時的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車：m2,=1.2-1.4,商用車：叫，=1.1—1.2；甲為輪胎與路面間的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良好的混凝土或瀝青路上，甲可取0.85,對于安裝防側(cè)滑輪胎的乘用車，中可取1.25,對于越野車，中可取1；）為車輪滾動半徑（m）；i0為主減速器傳動比；七為主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比；門m為主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率；G1為滿載狀態(tài)下轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上的靜載荷（N）；m;為汽車最大加速度時的前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車:m;=0.80-0.85，商用車：m;=0.75-0.90；Ft為日常汽車行駛的平均牽引力（N）；if為分動器傳動比，取法見表四；k=3，性能系數(shù)f=0的汽車：k=1，f>0TOC\o"1-5"\h\zf d t d t的汽車：kd=2。性能系數(shù)由下式計算1 mg s〃——（16-0.195—X） 當(dāng)0195^^<16時100i t 當(dāng)0,195廣<16時f=J °maX 。maxt當(dāng)0.195mXN16時0 Temax表四n與if選取表車型高擋傳動比七低擋傳動比f的關(guān)系ifn4x4i>i/2ifg1i<i/2ifd26x6七/2>匕/3ifg2七/2<匕/3ifd3對萬向節(jié)傳動軸進(jìn)行靜強(qiáng)度計算時，計算載荷T取T“和七的最小值，或取T和T的最小值，即T=min:T，T］或T=min:T，T］，安全系數(shù)se2 ss2 s se1 ss1 s se2ss2一般取2.5-3.0。當(dāng)對萬向傳動軸進(jìn)行疲勞壽命計算時，計算載荷T取Tf1或T寸2。傳動軸載荷計算:由于發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)，位置采用為：用于變速器與驅(qū)動橋之間。所以按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動比來確定：

T|kT kLLn/nse1=demax1fTss1=G2mWr/i0'mnm已知汽車有關(guān)參數(shù)如下:發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=1050Nm驅(qū)動橋數(shù)n=2,發(fā)動機(jī)到萬向傳動軸之間的傳動效率n=0.95,液力變矩器變矩系數(shù)k=1滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動橋上的靜載荷G2=28000*0.3*9.8=82320N,發(fā)動機(jī)最大加速度的后軸轉(zhuǎn)移系數(shù)m’2=1.2，輪胎與路面間的附著系數(shù)9=0.85，車輪滾動半徑rr=0.52m,主減速器從動齒輪到車輪之間傳動比im=1,主減速器主動齒輪到車輪之間傳動效率nm=0.96.猛接離合器所產(chǎn)生的動載系數(shù)kd=1,主減速比i1=12.96所以:T1kTki」n/n=6463.8NMse1=demax1fTss1=G2m’2W/i0imnm=5272.6NM?/T1=min{Tse1Tss1}.LT1=Tse1=5272.6NM5.2、十字軸萬向節(jié)計算與校核十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要有十字軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。設(shè)作用于十字軸頸中點的力為F（如圖），則F=\2rcosa式中，T］為萬向傳動軸的計算載荷，r為合力F作用線到十字軸中心之間的距離，a為主、從動叉軸的最大夾角。十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力b和切應(yīng)力t應(yīng)滿足wb= b= 32d1a<g]w兀(d4-d4) w4F

t= <[t]兀(d2-d2)其中［b*］為彎曲應(yīng)力的許用值，為250-350Mpa；［t］為切應(yīng)力許用值，為80-120Mpa。十字軸滾針軸承中的滾針直徑一般不小于1.6mm，以免壓碎，而且尺寸差別要小，否則會加重載荷在滾針間分配的不均勻性。十字軸滾針軸承的接觸應(yīng)力應(yīng)滿足，1 1F/丁V［叮1 0b式中，4為滾針直徑（mm）；Lb為滾針工作長度（mm）;d1為十字軸軸頸直徑（mm）；Fn為在合力F作用下一個滾針?biāo)艿淖畲筝d荷（N）；由下式確定口4.6FF=niz式中，i為滾針列數(shù)，Z為沒列中的滾針數(shù)。萬向節(jié)叉與十字軸組成連接支承，在力F作用下產(chǎn)生支承反力，在與十字軸軸孔中心線成450的B-B截面處，萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲應(yīng)力b和扭應(yīng)力tb應(yīng)滿足Feb廣訂V"J式中，W,W,分別為截面B-B處的抗彎截面系數(shù)和抗扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)，矩形截面：W=bh2/6，W=khb2；k為與h/b有關(guān)的系數(shù)，按表五選??；e、a如圖所t示；彎曲應(yīng)力許用值［b］為50-80Mpa，扭應(yīng)力許用值［tb］為80-160Mpa。.

表五系數(shù)K的選取h/b1.01.51.752.02.53.04.010K0.2080.2310.2390.2460.2580.2670.2820.312十字軸萬向節(jié)的傳動效率與兩軸的軸間夾角a、十字軸的支承結(jié)構(gòu)和材料、加工和裝配精度以及潤滑條件等有關(guān)。當(dāng)a<250時，可按下式計算t廣/d、2tana=1-f(>r兀式中，氣為十字軸萬向節(jié)傳動效率；f為軸頸與萬向節(jié)叉的摩擦因數(shù)，滑動軸承：f=0.15-0.20，滾針軸承：f=0.15-0.10。通常情況下，十字軸萬向節(jié)的傳動效率約為97%--99%。已知數(shù)據(jù)：傳動軸水平距離1500mm萬向傳動軸的計算載荷t1=5272.6NM合力F作用線到十字軸中心之間的距離r=68mm十字軸軸頸直徑d1=40mm十字軸油道孔直徑d2=14mm合力F作用線到軸頸根部的距離s=22mm滾針直徑d0=4.5，滾針工作長度Lb=30mm滾針列數(shù)i=4，每列中的滾針數(shù)Z=30萬向節(jié)叉中的a取46mm，e取96mm，b取64mm，h取110mm系數(shù)k按表五選取0.258軸頸與萬向節(jié)叉的摩擦因數(shù)f=0.10懸架鋼板彈簧空滿載孤高變化：22.12mm前懸架動撓度：fd=80mm主動齒輪左旋，下偏移E=40mm計算過程1）空載時兩軸夾角的計算tana(465tana(465-38)-(375-4°)=。煬捋1500計算得a=3.51。T2）滾針對十字軸軸頸的作用合力F=——1一=5272.6/（2*0.068*cos3.510）2rcosa=38841.98N3）十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力C“和切應(yīng)力T應(yīng)滿足

b=3MiFs =i38.08Mpa<[q]w兀(d4-d4) w[=——4F——=35.23Mpa<[t]兀(d12-d2)故十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力和切應(yīng)力滿足校核條件4)Fn為在合力F作用下一個滾針?biāo)艿淖畲筝d荷(N)，則有4.6F

F=— =1488.9Nniz十字軸滾針軸承的接觸應(yīng)力=272；」+—)F=952Mpa<[b]\id1d0、 j5)5)萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲應(yīng)力b“和扭應(yīng)力t^為Feb=—=34.2Mpa<[q]Fa Tb=—=23.17Mpa<[tJt故萬向節(jié)叉承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷的校核滿足要求6)6), sd、2tan以八八n門0=1-f(t) =99.77%7)載荷變化時載荷變化情況下傳動軸長度與角度變化校核空載時兩軸夾角：a=3.510滿載靜止時兩軸夾角：tana'=0.0505即a'=2.890滿載動撓度跳動情況下：a''=-3.280則滿載時候，角度變化最大量為Aa=3.28°傳動軸長度變化最大(縮短)AL=1500/cos3.510-1500=2.82mm我荷變化情統(tǒng)下件動軸長度和常度變化校核性淀筋機(jī)高度(mm)一.淀筋機(jī)高度(mm)一.一標(biāo)拒雄廷就半景xll一（校核滿足要求）六、萬向傳動軸的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計計算萬向傳動軸中由滑動叉和矩形花鍵軸組成的滑動花鍵來實現(xiàn)傳動長度的變化。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實現(xiàn)兩軸的等角速傳動。由于該貨車軸距為1950+4550+1350mm，為了滿足總布置需要，所以在設(shè)計時采用三根傳動軸。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，所以采用十字軸萬向傳動軸，為了避免運(yùn)動干涉，在傳動軸中設(shè)有由滑動叉和花鍵軸組成的伸縮節(jié),以實現(xiàn)傳動軸長度的變化?？招膫鲃虞S具有較小的質(zhì)量，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，比實心傳動軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，所以此傳動軸管采用空心傳動軸。傳動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。傳動軸設(shè)計已知：傳動軸支承長度\=1503mm傳動軸最高轉(zhuǎn)速n=5000r/minmax安全系數(shù)K取1.21）傳動軸管內(nèi)外徑確定氣=n*k=5000x1.2=6000:n2 〃2n=1.2x10