发布时间 : 星期四 文章上海大众-桑塔纳志俊万向传动轴设计毕业设计论文更新完毕开始阅读123fa258580102020740be1e650e52ea5418ce26
2 设计说明书
2.1 原始数据
最大总质量：1210kg
发动机的最大输出扭矩：Tmax=140N·m（n=3800r/min）； 轴距：2656mm；
前轮胎选取：195/60 R14 、后轮胎规格：195/60 R14 长*宽*高（mm）：4687*1700*1450 前轮距（mm)；1414 后轮距(mm):1422 最大马力(pa):95
2.2 设计要求
1．查阅资料、调查研究、制定设计原则
2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩和使用工况)及总布置图，选择万向传动轴的结构型式及主要特性参数，设计出一套完整的万向传动轴，设计过程中要进行必要的计算与校核。
3．万向传动轴设计和主要技术参数的确定 （1）万向节设计计算 （2）传动轴设计计算
（3）完成空载和满载情况下，传动轴长度与传动夹角变化的校核 4．绘制万向传动轴装配图及主要零部件的零件图
3 万向传动轴设计
3.1 万向节结构方案的分析与选择
3.1.1 十字轴式万向节
普通的十字轴式万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。
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目前常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式(图3—1a、b)、卡环式(图3—1c、d)、瓦盖固定式(图3—1e)和塑料环定位式(图3—1f)等。盖板式轴承轴向定位方式的一般结构(图3—1a)是用螺栓1和盖板3将套筒5固定在万向节叉4上，并用锁片2将螺栓锁紧。它工作可靠、拆装方便，但零件数目较多。有时将弹性盖板6点焊于轴承座7底部(图3—1b)，装配后，弹性盖板对轴承座底部有一定的预压力，以免高速转动时由于离心力作用，在十字轴端面与轴承座底之间出
现间隙而引起十字轴轴向窜动，从而避免了由于这种窜动造成的传动轴动平衡状态的破坏。卡环式可分为外卡式(图 3—1c)和内卡式(图3—1d)两种。它们具有结构简单、工作可靠、零件少和质量小的优点。瓦盖固定式结构(图4—1e)中的万向节叉与十字轴轴颈配合的圆孔不是一个整体，而是分成 两半用螺钉联接起来。这种结构具有拆装方便、使用可靠的优点，但加工工艺较复杂。塑料环定位结构(图3—1f)是在轴承碗外圆和万向节叉的轴承孔中部开一环形槽，当滚针轴承动 配合装入万向节叉到正确位置时，将塑料经万向节叉上的小孔压注到环槽中，待万向节叉上另一与环槽垂直的小孔有塑料溢出时，表明塑料已充满环槽。这种结构轴向定位可靠，十字轴轴向窜动小，但拆装不方便。为了防止十字轴轴向窜动和发热，保证在任何工况下十字轴的端隙始终为零，有的结构在十字轴轴端与轴承碗之间加装端面止推滚针或滚柱轴承。
滚针轴承的润滑和密封好坏直接影响着十字轴万向节的使用寿命。毛毡油封由于漏油多，防尘、防水效果差，在加注润滑油时，在个别滚针轴承中可能出现
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空气阻塞而造成缺油，已不能满足越来越高的使用要求。结构较复杂的双刃口复合油封(图3—2a)，其中反装的单刃口橡胶油封用作径向密封，另一双刃口橡胶油封用作端面密封。当向十字轴内腔注入润滑油时，陈油、磨损产物及多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，不需安装安全阀，防尘、防水效果良好。在灰尘较多的条件下使用时，万向节寿命可显著提高。图3—2b为一轿车上采用的多刃口油封，安装在无润滑油流通系统且一次润滑的万向节上。
十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低。但所连接的两轴夹角不宜过大，当夹角由4°增至16°时，十字轴万向节滚针轴承寿命约下降至原来的1／4。
3.1.2 准等速万向节
双联式万向节是由两个十字轴万向节组合而成。为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。偏心十字轴双联式万向节取消了分度机
构，也可确保输出轴与输入轴接近等速。五分度杆的双联式万向节，在军用越野车的转向驱动桥中用得 相当广泛。此时采用主销中心偏离万向节中心1.0～3.5mm的方法，使两万向节的工作转速 接近相等。双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大(一般可达50°，偏心十字轴双联式万向节可达60°)，轴承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺点是结构较复杂，外形尺寸较大，零件数目较多。当应用于转向驱动桥时，由于双联式万向节轴向尺寸较大，为使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的接地印迹中心偏离不大，就必须用较大的主 销内倾角。
综上考虑成本、传递转矩的大小以及等速要求等，故选择十字轴万向节。此外，由于传动轴长度不超过1.5m，从总布置上考虑，选择一根传动轴，万向节用两个，而在传动轴上就无需加设中间支承了。
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3.2 万向节传动的运动和受力分析
3.2.1单十字轴万向节传动
当十字轴万向节的主、从动轴之间的夹角为?时，主、从动轴的角速度?1、?2之间存在如下关系
?2cos? ?22?11?sin?cos?1式中，?1为主动叉转角。
由于cos2?1是周期为2?的周期函数，所以?21?也为同周期的周期函数。如果
?1保持不变，则?2每周变化两次。因此主动轴以等速动时，从动轴时快时慢，
此即普通十字轴传动的不等速性。
十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数K表示
???max2min K ?2?sin?tan??1普通十字轴万向节的主动轴和从动轴转角间的关系式为 tan??tan?cos?12式中， ?1为主动轴转角，?2为传动轴转角，?为主动轴与从
动轴之间的夹角。该式表示普通万向节传动的输入轴和输出轴的转角随两轴夹角的变化关系。（如图）
附加弯曲力偶矩的分析:
当主动叉处于?1=0和?位置时（图a），由于T1作用在十字轴轴线平面上，故T1必为零；而T2的作用平面与十字轴不共平面，必有T2存在，且矢量T2垂直矢量T2，合矢量指向十字轴平面的法线方向，与T1大小相等，方向相反。这样，从动叉上的附加弯矩T2=T1sin?。当主动叉处于?1=?/2和3?/2位置时（图b），
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