东风ke5v载货车的万向传动轴设计(附件)【字数：7866】
摘 要万向传动轴用于传递动力置于动力传动系统的中间，在车辆的不同部位都可能用到，而作为动力传递承上启下的部件，具有极其重要的作用，一般由万向节和传动轴组成。本文的研究设计对象是东风KE5V载货车的万向传动轴，设计时在基于万向传动轴结构和工作原理上，进行理论研究和定量分析计算来逐步确定传动轴的结构与尺寸，并校核传动轴的强度和临界转速，同时对其运动进行分析校核临界转速，同时保证一定的经济性与实用性。
目 录
绪 论 1
第一章 万向传动装置的布置方案 2
1.1 车辆的主要参数 2
1.2 整体布置方案 2
1.2.1 传动轴管的选取 3
1.2.2 伸缩花键的选取 3
1.2.3 中间支承结构设计 4
第二章 万向节的选取和校核 4
2.1 万向节的分类 4
2.2 万向节的选取与尺寸设计 6
2.2.1 万向节选取 6
2.2.2 基本结构和原理 6
2.2.3 十字轴尺寸设计 6
2.2.4 十字轴万向节的传动效率 7
2.3 十字轴万向节的校核分析 8
2.3.1 万向节运动以及受力分析 8
2.3.2 十字轴万向节传动的受力分析 8
2.3.3 十字轴万向节的应力校核 10
第三章 传动轴的设计及运动分析校核 14
3.1 传动轴的临界转速 14
3.2 传动轴的长度选取 16
3.3 传动轴管内外径设计 16
3.4 传动轴的强度校核 17
3.5 基于CATIA与Ansys的分析 17
3.5.1 创建三维模型 17
3.5.2 静力分析 18
3.5.3 Ansys分析 18
第四章 设计的经济性分析 20
第五章 结论 21
致 谢 22
参考文献 23
绪 论
自18世纪，世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车诞生以来，这个装备自身动力、自行推进的轮式道路车辆——汽车开始走进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
人类的历史。经过累月经年来时代的不断发展和各个年代工程师的不断改进、创新，凝聚人类的智慧和匠心，并得益于现代科学技术的突破，才出现多种形式、不同规格，广泛应用于社会经济生活的多种领域的交通运输工具。伴随着汽车领域的发展和产量的不断突破，在当今人类的生产生活中，汽车的成为不可或缺的工具，而对汽车的需求量也是日益增加，但是在全球资源有限的条件下，汽车设计制造需要更加环保，更加节能和高效。
本毕业设计的研究对象是东风ke5v载货汽车万向传动轴设计。传动轴的主要功能是将发动机输入变速箱的动力传递给车辆的前桥或者后桥，而作为汽车动力承上启下的传递枢纽和桥梁，传动轴的结构设计选择的材料、所受力的分析是我们设计所需要研究的重点。
第一章 万向传动装置的布置方案
车辆的主要参数
该课题的研究对象是东风KE5V载货车，其主要参数可参照下表11。
表11 车辆的主要参数
Table 11 The main parameters of the vehicle.
/
1.2 整体布置方案
在车辆行驶时，由于路况和驾驶操纵水平的影响，汽车动力传递路线上的传动轴肯定经常发生位置的变化，因此无法使用刚性连接，而是使用万向节、轴管和伸缩花键连接，这样就可以保证输入、出轴的相对位置可以发生变化。如图11所示。两个轴在不同的情况下正常工作时其相对位置会经常发生变化。设计时常常采用伸缩花键来使得不同工况下的的输入轴和输出轴之间的距离实现在一定范围内的变化，同时可以使用万向节来使得两轴在传递动力时，其夹角发生一定的变化。
汽车的万向传动装置通常由万向节和传动轴组成[4]。轴距长的汽车特别是载货车因为其跨度较大，传动轴通常被设计为两段，这样传动轴的临界转速可以得到提升。中间支承应安装在两个传动轴之间，该零件可以避免发动机运动引起的位移变形和高速共振，提高传动轴的工作可靠性。当传动轴旋转时的转速较高时，会产生较大的离心力，而其这种离心作用会引法比较严重的振动。因此，为避免上述故障，装配传动轴和万向节时，一定要达到动平衡要求。在设计时候，万向传动轴应当要满足以下要求：
（1) 输入轴和输出轴在传递动力时候，两轴之间的夹角可在一定范围内变化[12]。
（2）两轴正常工作时，其相对位置可以适当发生改变，并且不影响动力的传递。
（3）尽可能的可以保证同步传输。
（4) 噪声和振动量小，传递动力效率高，在保证实用性的前提下，经济性好。
/
图 11 万向传动装置
Figure 11 Universal drive
传动轴的轴管一般都会制造成空心的，通常使用1.3至3.0mm内厚的薄钢板进行卷焊工艺制造，这样不仅质量小，还可以提高材料利用率减少生产成本，传动轴也能获得的高强度和刚度从而承受更大的转矩[10]。万向传动轴之间不是刚性连接，而是采用伸缩花键轴，其结构示意见图12。
1.2.1 传动轴管的选取
轴管采用易平衡、薄壁(1.5 mm 3 mm)、大管径、高扭转强度、大抗弯刚度，适用于高速旋转的低碳钢薄板。
1.2.2 伸缩花键的选取
轴上的花键用来补偿汽车行驶时传动轴的伸长量。花键连接较为常见的有两种，滑动花键连接和滚动花键连接，而滚动花键相对于滑动花键，其连接效率更高，但是结构复杂且制造维护成本高，因此在设计载货车传动轴时，出于实用性以及经济性的考虑，设计时通常选取滑动花键作为连接传动轴伸缩花键。滑动花键的活动间隙不能过大，间隙过大会引起传动轴的振动，因此需要良好的润滑和防尘来避免间隙过大。
目 录
绪 论 1
第一章 万向传动装置的布置方案 2
1.1 车辆的主要参数 2
1.2 整体布置方案 2
1.2.1 传动轴管的选取 3
1.2.2 伸缩花键的选取 3
1.2.3 中间支承结构设计 4
第二章 万向节的选取和校核 4
2.1 万向节的分类 4
2.2 万向节的选取与尺寸设计 6
2.2.1 万向节选取 6
2.2.2 基本结构和原理 6
2.2.3 十字轴尺寸设计 6
2.2.4 十字轴万向节的传动效率 7
2.3 十字轴万向节的校核分析 8
2.3.1 万向节运动以及受力分析 8
2.3.2 十字轴万向节传动的受力分析 8
2.3.3 十字轴万向节的应力校核 10
第三章 传动轴的设计及运动分析校核 14
3.1 传动轴的临界转速 14
3.2 传动轴的长度选取 16
3.3 传动轴管内外径设计 16
3.4 传动轴的强度校核 17
3.5 基于CATIA与Ansys的分析 17
3.5.1 创建三维模型 17
3.5.2 静力分析 18
3.5.3 Ansys分析 18
第四章 设计的经济性分析 20
第五章 结论 21
致 谢 22
参考文献 23
绪 论
自18世纪，世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车诞生以来，这个装备自身动力、自行推进的轮式道路车辆——汽车开始走进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
人类的历史。经过累月经年来时代的不断发展和各个年代工程师的不断改进、创新，凝聚人类的智慧和匠心，并得益于现代科学技术的突破，才出现多种形式、不同规格，广泛应用于社会经济生活的多种领域的交通运输工具。伴随着汽车领域的发展和产量的不断突破，在当今人类的生产生活中，汽车的成为不可或缺的工具，而对汽车的需求量也是日益增加，但是在全球资源有限的条件下，汽车设计制造需要更加环保，更加节能和高效。
本毕业设计的研究对象是东风ke5v载货汽车万向传动轴设计。传动轴的主要功能是将发动机输入变速箱的动力传递给车辆的前桥或者后桥，而作为汽车动力承上启下的传递枢纽和桥梁，传动轴的结构设计选择的材料、所受力的分析是我们设计所需要研究的重点。
第一章 万向传动装置的布置方案
车辆的主要参数
该课题的研究对象是东风KE5V载货车，其主要参数可参照下表11。
表11 车辆的主要参数
Table 11 The main parameters of the vehicle.
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1.2 整体布置方案
在车辆行驶时，由于路况和驾驶操纵水平的影响，汽车动力传递路线上的传动轴肯定经常发生位置的变化，因此无法使用刚性连接，而是使用万向节、轴管和伸缩花键连接，这样就可以保证输入、出轴的相对位置可以发生变化。如图11所示。两个轴在不同的情况下正常工作时其相对位置会经常发生变化。设计时常常采用伸缩花键来使得不同工况下的的输入轴和输出轴之间的距离实现在一定范围内的变化，同时可以使用万向节来使得两轴在传递动力时，其夹角发生一定的变化。
汽车的万向传动装置通常由万向节和传动轴组成[4]。轴距长的汽车特别是载货车因为其跨度较大，传动轴通常被设计为两段，这样传动轴的临界转速可以得到提升。中间支承应安装在两个传动轴之间，该零件可以避免发动机运动引起的位移变形和高速共振，提高传动轴的工作可靠性。当传动轴旋转时的转速较高时，会产生较大的离心力，而其这种离心作用会引法比较严重的振动。因此，为避免上述故障，装配传动轴和万向节时，一定要达到动平衡要求。在设计时候，万向传动轴应当要满足以下要求：
（1) 输入轴和输出轴在传递动力时候，两轴之间的夹角可在一定范围内变化[12]。
（2）两轴正常工作时，其相对位置可以适当发生改变，并且不影响动力的传递。
（3）尽可能的可以保证同步传输。
（4) 噪声和振动量小，传递动力效率高，在保证实用性的前提下，经济性好。
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图 11 万向传动装置
Figure 11 Universal drive
传动轴的轴管一般都会制造成空心的，通常使用1.3至3.0mm内厚的薄钢板进行卷焊工艺制造，这样不仅质量小，还可以提高材料利用率减少生产成本，传动轴也能获得的高强度和刚度从而承受更大的转矩[10]。万向传动轴之间不是刚性连接，而是采用伸缩花键轴，其结构示意见图12。
1.2.1 传动轴管的选取
轴管采用易平衡、薄壁(1.5 mm 3 mm)、大管径、高扭转强度、大抗弯刚度，适用于高速旋转的低碳钢薄板。
1.2.2 伸缩花键的选取
轴上的花键用来补偿汽车行驶时传动轴的伸长量。花键连接较为常见的有两种，滑动花键连接和滚动花键连接，而滚动花键相对于滑动花键，其连接效率更高，但是结构复杂且制造维护成本高，因此在设计载货车传动轴时，出于实用性以及经济性的考虑，设计时通常选取滑动花键作为连接传动轴伸缩花键。滑动花键的活动间隙不能过大，间隙过大会引起传动轴的振动，因此需要良好的润滑和防尘来避免间隙过大。
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