某轿车万向节传动装置的设计(附件)【字数：11349】
摘 要万向传动装置主要由万向节、传动轴、中间支承等零部件组成。在汽车中能够实现两轴间的变角度、变距离动力传递，是汽车传动系统的基本组成部分，是重要且不可或缺的。本文首先确立了主要设计参数和技术要求，明确了将要完成的主要工作，接着在第二章中通过对万向节类型的特点和了解，根据初始数据和要求，初步确定了本次设计的结构方案。第三章中主要为第四章的零部件设计做铺垫，首先对万向传动装置进行运动分析，得出了万向传动装置临界转速的计算公式以及由临界转速计算公式引出的一些结论，同时通过对初始参数的研究从而计算选择了一些整车的基本参数，也对传动载荷进行了计算以便第四章的零部件设计。第四章一一对设计的零部件（十字轴刚性万向节、滚针轴承、传动轴、花键轴、中间支承）进行尺寸初选、计算校核、材料选择以及绘制零件图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外发展现状 1
1.2主要设计参数 1
1.3技术要求 2
1.4主要工作 2
1.5本章小结 2
第二章 万向传动轴结构方案确定 3
2.1 万向节分类 3
2.1.1十字轴万向节 3
2.1.2双联式万向节 4
2.1.3球笼式万向节 4
2.1.4确定万向节结构方案 5
2.2十字轴万向节结构 5
2.3传动轴结构方案确定 6
2.4本章小结 6
第三章 万向传动轴运动分析及主要参数计算 8
3.1万向传动轴的运动分析 8
3.2基本参数的选择与计算 10
3.3传动载荷计算 11
3.3.1按发动机最大转矩和一挡传动比来计算 11
3.3.2按驱动轮打滑来计算 11
3.4本章小结 12
第四章 万向传动轴设计 13
4.1十字轴万向节设计 13
4.1.1初选十字轴万向节尺寸 13
4.1.2十字轴轴颈作用力合力F的计算 13
4.1.3十字轴轴颈部的弯曲应力校核 14
4.1.4十字轴轴颈部的切应力校核 14
4. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.5十字轴万向节材料选择 15
4.1.6十字轴万向节零件图 15
4.2滚针轴承设计 15
4.2.1滚针轴承初选尺寸 15
4.2.2一个滚针所受的最大载荷 15
4.2.3滚针轴承的接触应力校核 16
4.2.4滚针轴承材料选择 16
4.3传动轴初步设计 16
4.3.1传动轴初选尺寸 16
4.3.2传动轴安全系数校核 17
4.3.3传动轴强度校核 17
4.3.4传动轴材料选择 17
4.3.5传动轴零件图 18
4.4花键轴设计 18
4.4.1花键轴初选尺寸 18
4.4.2花键齿侧挤压应力校核 18
4.4.3花踺轴杆部扭转应力校核 19
4.4.4花踺轴材料选择 19
4.4.5花踺轴零件图 19
4.5中间支承的设计 20
4.5.1中间支承零件图 20
4.6本章小结 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
本章首先通过查阅图书馆资料和知网上期刊文献，对万向传动轴的行业发展以及设计方面的国内外发展现状进行初步的了解，列出了设计所准备的初始参数以便于后续的工作，同时对万向节传动装置确立了技术要求。最后确立了本次设计将要进行的主要工作，以明确后续设计过程中的步骤以及输出的内容。
1.1国内外发展现状
在万向传动装置的设计方面，王宵峰的《汽车底盘设计》第五章，即万向节与传动轴设计，涉及了设计要求、结构方案的分析与选择、主要性能和结构参数的确定、性能和强度计算方法、计算载荷的确定等[5]；余志生的《汽车理论》则在整车性能要求的基础上提出了选择汽车设计参数的一些原则[6]。Henning Wallentowitz的著作中则从汽车安全角度出发提及了汽车底盘未来的发展可能，其中包括万向传动装置的发展前景[7]。在刘恒的《传动轴行业现状及未来发展思路》中叙述了万向节传动轴的行业发展情况，近十年，通过合作,国内企业学习了外国公司的技术和产品各方面的领先技术和标准,在合作，在技术、产品、管理等方面引进了不少先进技术和产品标准，使国内企业的的产品水准和竞争力大大提升[8]。在沈曾意的《万向节传动轴的发展前景》中，则涉及了万向传动装置的未来发展前景，在材料方面，万向传动装置的金属材料消耗量大并且存在易震动、可靠性差的不足，针对这个缺点，美国许多企业所采取的方法是使用聚合材料[9]。苏联汽车研究在材料替代方面采用了另一种方法，即以环氧树脂为管子材料，然后将玻璃纤维用于内外两层，这样做玻璃纤维可以对管子起到保护的作用；碳素纤维由于冲击韧性差用在中层。当使用这种方法代替原本的金属双万向节传动装置时，万向传动装置的重量可以降低1/3。三万向节传动装置则可以变为双万向节传动装置，这种情况下，重量甚至能达到降低一半的效果；在制造精度方面，除了材料方面，万向节传动装置另一个发展方向就是从制造精度入手，苏联正在进行高制造精度并且低粗糙度的轴承研究，这将能够提高万向传动装置的使用寿命。
从整体上看国内汽车万向传动轴行业与国外的产业差距，商用车方面国内万向传动轴设计水平及性能与国外先进水平差距不大并且由于我国产品比国外产品具备价格优势，所以存在竞争优势。但国内企业在轿车的万向传动轴方面，通过引进国外先进技术，得到了很大提升，但水平距离跨国公司还存在相对较大的差距。
1.2主要设计参数
表11初始参数
驱动形式4×2前轮
轴距2471mm
轮距前/后1429/1422mm
整备质量1060kg
最高车速180km/h
最大爬坡度35%
最小转向直径11m
最大功率/转速74/5800kw/rpm
最大转矩/转速150/4000N?m/rpm
轮胎型号185/60R14T
手动5挡
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内外发展现状 1
1.2主要设计参数 1
1.3技术要求 2
1.4主要工作 2
1.5本章小结 2
第二章 万向传动轴结构方案确定 3
2.1 万向节分类 3
2.1.1十字轴万向节 3
2.1.2双联式万向节 4
2.1.3球笼式万向节 4
2.1.4确定万向节结构方案 5
2.2十字轴万向节结构 5
2.3传动轴结构方案确定 6
2.4本章小结 6
第三章 万向传动轴运动分析及主要参数计算 8
3.1万向传动轴的运动分析 8
3.2基本参数的选择与计算 10
3.3传动载荷计算 11
3.3.1按发动机最大转矩和一挡传动比来计算 11
3.3.2按驱动轮打滑来计算 11
3.4本章小结 12
第四章 万向传动轴设计 13
4.1十字轴万向节设计 13
4.1.1初选十字轴万向节尺寸 13
4.1.2十字轴轴颈作用力合力F的计算 13
4.1.3十字轴轴颈部的弯曲应力校核 14
4.1.4十字轴轴颈部的切应力校核 14
4. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
1.5十字轴万向节材料选择 15
4.1.6十字轴万向节零件图 15
4.2滚针轴承设计 15
4.2.1滚针轴承初选尺寸 15
4.2.2一个滚针所受的最大载荷 15
4.2.3滚针轴承的接触应力校核 16
4.2.4滚针轴承材料选择 16
4.3传动轴初步设计 16
4.3.1传动轴初选尺寸 16
4.3.2传动轴安全系数校核 17
4.3.3传动轴强度校核 17
4.3.4传动轴材料选择 17
4.3.5传动轴零件图 18
4.4花键轴设计 18
4.4.1花键轴初选尺寸 18
4.4.2花键齿侧挤压应力校核 18
4.4.3花踺轴杆部扭转应力校核 19
4.4.4花踺轴材料选择 19
4.4.5花踺轴零件图 19
4.5中间支承的设计 20
4.5.1中间支承零件图 20
4.6本章小结 20
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
第一章 绪论
本章首先通过查阅图书馆资料和知网上期刊文献，对万向传动轴的行业发展以及设计方面的国内外发展现状进行初步的了解，列出了设计所准备的初始参数以便于后续的工作，同时对万向节传动装置确立了技术要求。最后确立了本次设计将要进行的主要工作，以明确后续设计过程中的步骤以及输出的内容。
1.1国内外发展现状
在万向传动装置的设计方面，王宵峰的《汽车底盘设计》第五章，即万向节与传动轴设计，涉及了设计要求、结构方案的分析与选择、主要性能和结构参数的确定、性能和强度计算方法、计算载荷的确定等[5]；余志生的《汽车理论》则在整车性能要求的基础上提出了选择汽车设计参数的一些原则[6]。Henning Wallentowitz的著作中则从汽车安全角度出发提及了汽车底盘未来的发展可能，其中包括万向传动装置的发展前景[7]。在刘恒的《传动轴行业现状及未来发展思路》中叙述了万向节传动轴的行业发展情况，近十年，通过合作,国内企业学习了外国公司的技术和产品各方面的领先技术和标准,在合作，在技术、产品、管理等方面引进了不少先进技术和产品标准，使国内企业的的产品水准和竞争力大大提升[8]。在沈曾意的《万向节传动轴的发展前景》中，则涉及了万向传动装置的未来发展前景，在材料方面，万向传动装置的金属材料消耗量大并且存在易震动、可靠性差的不足，针对这个缺点，美国许多企业所采取的方法是使用聚合材料[9]。苏联汽车研究在材料替代方面采用了另一种方法，即以环氧树脂为管子材料，然后将玻璃纤维用于内外两层，这样做玻璃纤维可以对管子起到保护的作用；碳素纤维由于冲击韧性差用在中层。当使用这种方法代替原本的金属双万向节传动装置时，万向传动装置的重量可以降低1/3。三万向节传动装置则可以变为双万向节传动装置，这种情况下，重量甚至能达到降低一半的效果；在制造精度方面，除了材料方面，万向节传动装置另一个发展方向就是从制造精度入手，苏联正在进行高制造精度并且低粗糙度的轴承研究，这将能够提高万向传动装置的使用寿命。
从整体上看国内汽车万向传动轴行业与国外的产业差距，商用车方面国内万向传动轴设计水平及性能与国外先进水平差距不大并且由于我国产品比国外产品具备价格优势，所以存在竞争优势。但国内企业在轿车的万向传动轴方面，通过引进国外先进技术，得到了很大提升，但水平距离跨国公司还存在相对较大的差距。
1.2主要设计参数
表11初始参数
驱动形式4×2前轮
轴距2471mm
轮距前/后1429/1422mm
整备质量1060kg
最高车速180km/h
最大爬坡度35%
最小转向直径11m
最大功率/转速74/5800kw/rpm
最大转矩/转速150/4000N?m/rpm
轮胎型号185/60R14T
手动5挡
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/qcgc/124.html
