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1、五十鈴貨車傳動軸設(shè)計 第一章 五十鈴貨車原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 發(fā)動機(jī)的輸出扭矩：最大扭矩318.5N·m/2000r/min；軸距：3360mm；變速器傳動比: ?五擋0.787 ，一擋6.378，輪距：前輪1760毫米，后輪1610毫米，載重量5000千克 設(shè)計要求： 只設(shè)計直軸部分，進(jìn)行受力分析，彎、扭，強(qiáng)度校核，畫圖 第二章 萬向傳動軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本要求 萬向傳動軸一般是由萬向節(jié)、傳動軸和中間支承組成。主要用于在工作過程中相對位置不節(jié)組成。伸縮套能自動調(diào)節(jié)變速器與驅(qū)動橋之間距離的變化。萬向節(jié)是保證變速器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸兩軸線夾角的變化，并實現(xiàn)兩軸的等角速傳動。一

2、般萬向節(jié)由十字軸、十字軸承和凸緣叉等組成。 傳動軸是一個高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體，因斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。重型載貨汽車根據(jù)驅(qū)動形式的不同選擇不同型式的傳動軸。一般來講4×2驅(qū)動形式的汽車僅有一根主傳動軸。6×4驅(qū)動形式的汽車有中間傳動軸、主傳動軸和中、后橋傳動軸。6×6驅(qū)動形式的汽車不僅有中間傳動軸、主傳動軸和中、后橋傳動軸，而且還有前橋驅(qū)動傳動軸。在長軸距車輛的中間傳動軸一般設(shè)有傳動軸中間支承．它是由支承架、軸承和橡膠支承組成。 傳動軸是由軸管、伸縮套和萬向此它的動平衡是至關(guān)重要的。一般傳動軸在出廠前都要進(jìn)行動平衡試驗，并在平衡機(jī)上進(jìn)行了調(diào)整。因此，一組傳動軸是配套出廠的

3、，在使用中就應(yīng)特別注意。 圖 2-1? 萬向傳動裝置的工作原理及功用 圖 2-2? 變速器與驅(qū)動橋之間的萬向傳動裝置 基本要求： 1.保證所連接的兩根軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠地傳遞動力。 2.保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 4.傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等 第三章 五十鈴萬向傳動軸結(jié)構(gòu)分析及選型 由于五十鈴貨車軸距不算太長，且載重量5噸屬中型貨車，所以不選中間支承，只選用一根主傳動軸，貨車發(fā)動機(jī)一般為前置后驅(qū),由于懸架不斷變形，變速器或分動器輸出軸軸線之間的相對

4、位置經(jīng)常變化,根據(jù)貨車的總體布置要求，將離合器與變速器、變速器與分動器之間拉開一段距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸同心及車架的變形，所以采用十字軸萬向傳動軸，為了避免運(yùn)動干涉,在傳動軸中設(shè)有由滑動叉和花鍵軸組成的伸縮節(jié),以實現(xiàn)傳動軸長度的變化。空心傳動軸具有較小的質(zhì)量，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，比實心傳動軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，所以此傳動軸管采用空心傳動軸。 傳動軸的長度和夾角及它們的變化范圍，由汽車總布置設(shè)計決定。設(shè)計時應(yīng)保證在傳動軸長度處在最大值時，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長度；而在長度處于最小時，兩者不頂死。傳動軸夾角大小會影響萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動效率和十字軸的不均勻性。

5、變化范圍為3。 傳動軸經(jīng)常處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所以軸的材料查機(jī)械零件手冊選取40CrNi，適用于很重要的軸，具有較高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。 3.1傳動軸管選擇 傳動軸管由低碳鋼板制壁厚均勻、壁?。?.5～3.0mm）、管徑較大、易質(zhì)量平衡、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、彎曲剛度高、適用高速旋轉(zhuǎn)的電焊鋼管制成。 3.2 伸縮花鍵選擇 選擇矩形花鍵，用于補(bǔ)償由于汽車行駛時傳動軸兩端萬向節(jié)之間的長度變化。為減小阻力及磨損，對花鍵齒磷化處理或噴涂尼龍，外層設(shè)有防塵罩，間隙小一些，以免引起傳動軸的震動?；ㄦI齒與鍵槽按對應(yīng)標(biāo)記裝配，以保持傳動軸總成的動平衡。動平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。裝車時傳動軸

6、的伸縮花鍵一端應(yīng)靠近變速器，減小其軸向阻力和磨損。其結(jié)構(gòu)圖如下: 圖 3-1 萬向傳動軸—花鍵軸結(jié)構(gòu)簡圖 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套； 7-滑動花鍵槽；8-油封；9-油封蓋；10-傳動軸管 第四章 萬向傳動軸計算及強(qiáng)度校核 4.1傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速 長度一定時，傳動軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動頻率時，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動軸折斷時的轉(zhuǎn)速。傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速nk（r/min）為，安全系數(shù)K取2.0，適用于一般精度的伸縮花鍵 則有

7、 （為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速） ， 4.2傳動軸計算轉(zhuǎn)矩 4.3傳動軸長度選擇 根據(jù)軸距3360mm，初選傳動軸支承長度為 mm，花鍵軸長度應(yīng)小于支承長度，滿足萬向節(jié)與傳動軸的間隙要求，取花鍵軸長度為 4.4傳動軸管內(nèi)外徑確定 得 又 初取? ，? 則 ——Lc為傳動軸長度（mm），即兩萬向節(jié)中心之間的距離；dc和Dc分別為傳動軸軸管的內(nèi)、外徑（mm） 4.5傳動軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核 由于傳動軸只承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而不承受彎曲應(yīng)力，所以只需校核扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，根據(jù)公式有 ?（為軸管許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力） 上式說明設(shè)計參數(shù)滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求 4.6花鍵內(nèi)外徑確定 取安全系數(shù)2.27，則 ——

8、為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ——為花鍵轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)，取1.3——花鍵外徑 ——花鍵內(nèi)徑 ——為花鍵有效工作長度 B——為鍵齒寬 ——為花鍵齒數(shù) 由于花鍵齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力較小，所以選用Lh較大尺寸的花鍵，查GB/T1144-2001，取,,，。 4.7花鍵擠壓強(qiáng)度校核 當(dāng)花鍵齒面硬度為35HRC時，許用擠壓應(yīng)力為 則,滿足花鍵擠壓強(qiáng)度。 4.8傳動軸形位公差確定 通過查手冊中軸的公差及基本偏差表，確定軸選用配合e7，此配合適用于有明顯間隙、易于轉(zhuǎn)動的支承配合，花鍵根據(jù)手冊查得dh為f7，Dh為a11，B為d10，由此可確定軸的外徑和內(nèi)徑分別為mm mm，花鍵外徑跟內(nèi)徑分別為，，

9、，，。 傳動軸總成的不平衡是傳動系彎曲振動的一個激勵源，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時，將產(chǎn)生明顯的振動和噪聲。萬向節(jié)中十字軸的軸向竄動、傳動軸滑動花鍵中的間隙、傳動軸總成兩端連接處的定心精度、高速回轉(zhuǎn)時傳動軸的彈性變形、傳動軸上點(diǎn)焊平衡片時的熱影響等因素，都能改變傳動軸總成的不平衡度。提高滑動花鍵的耐磨性和萬向節(jié)花鍵的配合精度、縮短傳動軸長度并增加其彎曲剛度，都能降低傳動軸的不平衡度。為了消除點(diǎn)焊平衡片的熱影響，應(yīng)在冷卻后再進(jìn)行動平衡檢驗。傳動軸的不平衡度，對于五十鈴貨車，在1000～4000r/min時不大于50～100g 。傳動軸總成的徑向全跳動不大于0.8mm。軸管兩端的擺差在其兩端不大于0.5mm。用3038N·m的扭矩試驗焊接強(qiáng)度，焊接鋼絲采用H08Mn2Si。