载货汽车万向传动轴结构设计
目录
1 绪论 1
1.1 背景及意义 1
1.2 研究内容 2
2 万向传动装置结构分析 3
2.1 总体方案设计 3
2.2 传动轴 3
2.3 伸缩花键 4
2.4 万向节分类及分析 4
2.4.1 分类 4
2.4.2 分析 6
3 万向节的设计与强度校核 7
3.1 万向节传动的运动和受力分析 7
3.2 东风EQ1070主要参数选择 8
3.3 万向节伸缩叉结构与尺寸设计 9
3.3.1 基本构造与基本原理 9
3.3.2 确定十字轴尺寸 9
3.3.3 十字轴万向节强度校核 12
3.3.4 十字轴万向节传动效率 14
4 万向传动轴的设计及其强度校核 14
4.1 传动轴的特性及其临界速度 14
4.2 传动轴的长度选择 17
4.3 传动轴管内外径的确定 17
4.4 传动轴扭转强度的校核 18
4.5 花键内外径确定 19
4.6 花键挤压强度的校核 20
5 法兰盘设计 21
6 基于Solidworks软件的传动轴建模 22
6.1 Solidworks软件介绍 22
6.2 传动轴整体建模 23
7 技术与经济分析 25
8 使用及维护 26
结论 27
致谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
1.1 背景及意义
现在，汽车行业随着人们生活的需求不断在进步，它紧跟社会发展的脚步，对人类的生活有着巨大的影响。如今，汽车的普遍使人们的活动范围不再受到局限，让人们生活的方式与之前相比更加迅速。在这样的发展状况下，越来越多的人已经把汽车列为生活中的必需品。以前，在发达的国家，新车生产出来之后，它的价格比之前贵了 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
一倍左右，但是每个人的工资平均下来只涨了50%。为了能让大多数的家庭不再受到出门艰难的困扰，同时也为了让汽车制造行业的商人能够从汽车制造中获取利润，他们必须采取有效的措施，尽可能的减少新车生产出来的成本大约2000美金。现在石油的价格正在大幅度的上升之中，而对于新能源的开发，比如说对氢气的提炼也是一个高成本的技术，不符合国民的消费水平，在当前的形势下，开发新能源未必是最好的选择。而想要降低产品的使用成本，必须对生产汽车时的工艺过程简单化，但也要达到标准，然后把每辆车的生产的成本尽可能地降低。我们知道任何的机械产品都会在功能和能量的传递过程当中有相当一部分功率的损耗，而现在，使汽车的生产技术水平相比之前提高的方式，必须要让它有更强的承载能力，更加动态化，对环境的污染相对来说也减至最少，对人类的操作来说更容易上手，使用者的人身安全可以得到保障，更实用，在对汽车车型的设计方面，这些都算是最基本的要求。我们若能够减少在传递过程中的功率损耗，并将传动部件优化设计，可以大大减少使用成本，从而提高产品的市场占有率。
1.2 研究内容
本设计是对东风EQ1070的传动装置进行研究与分析，传动装置在汽车传动系统中扮演很重要的角色。本设计的重点在于零件采用什么方案进行设计、制作零件材料是如何选择的以及对每一部分的零件所受力的分析。
汽车万向传动轴的组成部分包括了万向节、轴管及其伸缩花键等。如果驱动桥和变速器之间的间隔比较远的话，这样会使传动轴的长度高出了1.5m，在这种状况下，为了提高传动轴在传动过程中的临界速度，考虑到怎样对传动轴进行布局等问题，会将传动轴分成两个部分，并使用三个万向节。因此就需要在中间驱动轴上添加中间支撑。在变速器或分流输出轴和驱动轴之间的输入轴经常会使用到的是十字轴万向轴驱动。在转向轴上传递动力的时候通常使用的是等速万向传动轴。当后桥具有独立的弹性作用时，常用万向轴进行驱动。在万向传动装置工作过程期间，输入轴绕着它的轴线旋转，然后将动力传到输出轴，这样可以提供输入轴绕着它自身的轴线旋转而产生的动力。全方向接头引起角度变化的方式是允许连接构件之间的相应角度并在一定范围内变化，以满足能够传递动力的现象，适应其转动和上下跳动。
这篇论文主要设计的是车型为4×2的前置后驱型的中型货车的万向节以及它的传动轴，这种类型的货车，它的传动装置通常会装在它的变速器与驱动轴中间的位置，而变速器和驱动轴之间的距离小于1.5m，所以不需要加设中间支承。
2 万向传动装置结构分析
2.1 总体方案设计
设计万向传动轴时也有它的要求，具体要求如下所示：
1）两轴连接时的相对位置会不断发生改变，但是必须要求在变化的范围之内，同时要传递动力可靠。
2）保证两轴在连接的过程中，它们的传递速度要保持一致。
3）由于万向接头的角度，可以在允许范围内产生额外的载荷，振动和噪音。
所选型号的设计为东风EQ1070，轴距为3308mm，负载能力为5t，每种车型都有不同的要求，根据载货汽车的设计要求，离合器和变速器，变速器和分路器之间的间隔，由于考虑到所述框架的轴与轴同心并且容易产生变形的整体布局，因此根据设计要求选择十字轴万向传动。驱动轴的组成部分是由滑叉和花键轴组合而成的伸缩接头，以避免运动产生干涉现象。根据查询机械零件手册的方式来选择制造传动轴的材料，可选的材料是40CrNi，这种材料可以用来制造高扭转强度的重要的轴。
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