微型汽车万向传动设计Word文件下载.docx

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本毕业设计将依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型。

在给定整车主要技术参数以及发动机、变速器等主要总成安装位置确定的条件下，对整车结构进行了分析，确定了传动轴布置方案，选定为十字轴式万向传动装置。

并对传动轴、万向节总成进行设计，对相关零件进行了强度校核，结果表明满足设计要求。

关键字：

万向节，传动轴，十字轴

ABSTRACT

Intherapiddevelopmentofautomobileindustry,modeldiversificationandindividuation，thecarcomfort,theuseofperformancerequirementsisincreasingdaybyday.Butthedesignofthetransmissionshaftanduniversaljointassembly,canproducevibrationandnoise.Therefore,thedesignoftheuniversaltransmissionshaftbecomesoneoftheimportantlinkofcardesign.

Thisgraduationdesignwillbebasedontheexistingproductionenterprisesintheproductionofuniversaltransmissiondeviceasadesignprototypemodels.Inagivenvehiclemaintechnicalparametersoftheengine,transmissionandothermajorassembliesandinstallationlocationtodetermineconditions,Ianalyzesthevehiclestructure,determinetheshaftarrangementscheme,selectedforthecrossshaftuniversaltransmissiondevice.Andthedriveshaft,universaljointassemblydesign,hascarriedontheintensityofrelatedparts,theresultsshowthatmeetthedesignrequirements.

Keywords：

Universaljoint，Driveshaft，Crossshaft

目录

摘要 I

ABSTRACT II

前言 1

1 概述 2

2 原始数据及设计要求 5

2.1 原始数据 5

2.2 设计要求 5

3 万向传动轴的结构特点及基本要求 6

3.1 万向传动轴的结构特点 6

3.2 基本要求 7

4 万向传动轴结构方案的分析 8

4.1 基本组成的选择 8

4.2 万向传动轴的计算载荷 9

5 万向传动轴的选择 10

5.1 传动轴管的选择 10

5.2 伸缩花键的选择 10

6 传动轴的计算与强度校核 11

6.1 传动轴的临界转速 11

6.2 传动轴计算转矩 11

6.3 传动轴长度选择 11

6.4 传动轴管内外径确定 11

6.5 传动轴扭矩强度校核 12

7 十字轴总成尺寸的确定与强度校核 13

7.1 十字轴万向节尺寸的确定与强度校核 13

7.2 传动轴的花键 15

7.3 十字万向节的轴承 16

8 万向节叉的尺寸的确定与强度校核 18

8.1 万向节叉的尺寸的确定 18

8.2 万向节叉的尺寸的强度校核 18

结论 20

致谢 21

参考文献 22

附录 23

前言

国内发展情况与应面对的问题

2007年中国汽车销售879.15万辆，2008年汽车产销量将突破900万辆。

2007年我国汽车零部件产业总收入也达到6700亿元。

而作为汽车零部件的汽车传动轴市场随汽车需求的增长也高速增长，2007年我国汽车传动轴的需求已经突破992万根，产值达到了79亿元，其中，速传动轴超过860万根。

市场竞争非常激烈，市场被GKNDriveline等所控制，其他企业只能在有限的空间求的生存，例如，GKNDriveline凭借自身技术优势在中国轿车市场占有50%汽车传动轴市场份额，计划2009年在中国武汉在开设新的传动轴工厂，这是GKN继上海、重庆、吉林之后，在中国开设的第五家传动轴工厂，全国布局还在继续。

万向节市场前景很有潜力，但是在技术方面，国内工厂竞争力偏低。

万向传动轴是汽车的关键部件之一，也是汽车国产化技术难度较大的部件之一，没有高技术的设备支持，产品很难达到要求的。

目前，国内只有少数合资企业能够具备这样的生产能力，多数国内企业是在根据国外的样件进行开发生产，基本上没有自主的设计开发能力。

在万向传动装置的设计工作中，应充分克服传动效率低，传动部件寿命过短等缺陷，吸取在以往设计工作中的教训，大胆开阔视野，充分发挥我们的设计创新能力，利用现有的先进设备，并争取引进更先进的硬件与软件技术，努力与国际接轨，争取开发一条能耗低、低成本、高效率、可靠性高的研究路线。

设计意义

在汽车工业的迅猛发展，车型多样化、个性化的今天，人们对汽车舒适性、使用性能的要求日益提高，而传动轴及万向节的设计装配不良，将产生振动和噪声。

本题是依据现有生产企业在生产车型的万向传动装置作为设计原型，在给定的参数下，学生独立设计出符合要求的万向传动装置，来培养学生的专业素质和独立思考能力。

1概述

在现代汽车上，万向节传动装置是由万向节、传动轴和支承装置组成的。

它主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴之间的动力传递。

图1.1中所示为万向节传动在汽车传动系中的应用。

图1.1a）与1.1b）为用于汽车变速器到驱动桥之间的万向节传动装置。

由于发动机、变速器和离合器连成一个整体，再被支承在车架上，而驱动桥的连接方式，则是通过悬挂系统与车架相连接，主减速器的输入轴与变速器的输出轴二者的轴线往往不在同一个轴线上,由于悬挂系统在汽车的行驶过程中，会产生较大弹性形变，是驱动桥的输入轴和变速器的输出轴的相对位置发生变化，因此，往往采用一根传动轴与两个十字轴万向节或采用一根中间传动轴、一根传动轴和三个或四个十字轴万向节，将他们连接起来。

图1.1万向节传动装置

Fig1.1Universaljointtransmissiondevice

图1.2为用于4×

4型汽车上变速器和分动器之间及分动器与前后驱动桥之间的万向节传动装置。

对越野车来说，往往会遇到变速器第二轴与分动器输入轴之间有较大距离，或者分动器位置较高而引起分动器输出轴线与传动轴轴线、前后驱动桥主动锥齿轮轴线与传动轴轴线间的夹角过大；

或者由于安装不准确和车架变形在传动机构中引起附加载荷等情况。

为了克服在设计中碰到的这些矛盾，多采用简单十字轴万向节或柔性万向节将有关总成链接起来。

图1.2万向节传动装置

Fig1.2Universaljointtransmissiondevice

图1.3a）为用于重型汽车离合器与变速器之间万向节传动装置。

对于重型汽车，由于总布置要求，常将离合器与变速器分开一段距离，因此也常用万向节传动装置将两个总成连接起来。

图1.3b）为用于带有摆动半轴的驱动桥中的万向节传动装置。

由于半轴轴线和车轮轴线不重合，且其相对位置还经常发生变化，此时用一根整体轴将两端刚性连接起来显然是不行的，故要用万向节传动装置。

图1.3万向节传动装置

Fig1.3Universaljointtransmissiondevice

图1.4为用于汽车的转向驱动桥的万向节传动装置。

由于前轮既是驱动轮又是转向轮，要求车轮能在最大转角范围内任意偏转某一角度，并且能不间断地传递动力。

因此，转向驱动桥的半轴不能制成整体而要分段，车轮和半轴之间常用等角速万向节将两者连接起来。

图1.4万向节传动装置

Fig1.4Universaljointtransmissiondevice

实践表明，万向节传动所连接的两轴的位置和所传递的动力大小不同，万向节传动将有不同的结构型式。

同时因为生产和使用条件不一样，往往所选的结构型式也是不一样的，故我们在进行万向节传动设计时，应根据整车设计和使用部门的要求以及生产部门的具体情况，努力使设计、制造出来的万向节传动装置能满足如下要求：

1.保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时能可靠地传递扭矩；

2.保证所连接的两轴能够均匀地旋转，且由于两轴之间存在的夹角而产生的惯性力矩所引起的载荷应降低到许可范围内；

3.保证传动效率高，寿命长、结构简单、制造维修方便。

2原始数据及设计要求

2.1原始数据

表2.1主要参数

Tab.2.1Themainparameter

额定载荷

（kg）

最大总质量

最高车速

（km/h）

最大扭矩

[N·

m/（r/min）]

额定功率

[kw/（r/min）]

630

1450

100

59/3500

29.4/5500

基本参数：

汽车的总长：

3200mm总宽：

1400mm总高；

1700mm

货箱的内部尺寸：

长1900mm宽1350mm高250mm

轴距：

1800mm

轮距：

前轮1200mm后轮1180mm

整车整备质量：

820kg前轴451kg（55%）后轴369kg（45%）

最大总质量：

前轴580kg（40%）后轴870kg（60%）

2.2设计要求

1.设计微型货车的万向传动装置，

2.进行万向传动的运动和受力分析，

3.确定万向传动装置的基本组件的尺寸，

4.进行弯、扭矩的强度校核，画图。

3万向传动轴的结构特点及基本要求

3.1万向传动轴的结构特点

万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支撑组成。

主要用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

伸缩套能自动调节驱动桥与变速器之间距离的变化。

万向节是保证驱动桥输入轴与变速器输出轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。

一般万向节由十字轴承、十字轴、凸缘叉及轴向定位件和橡胶密封件等组成。

图3.1双万向节等速传动布置图

Fig.3.1ThearrangementplanoftheD