畢業(yè)設(shè)計(jì)開題論證報(bào)告專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 儲(chǔ)玲艷 班 級(jí) B 機(jī)制096班 學(xué) 號(hào) 0910101608 指導(dǎo)教師 呂 紅 明 完成日期 2013年2月28日 課題名稱：汽車萬向傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及有限元分析一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述1課題來源科研項(xiàng)目2.課題研究的主要內(nèi)容基于CAXA繪制萬向傳動(dòng)裝置的二維圖紙。通過建立萬向傳動(dòng)裝置三維模型，然后導(dǎo)入有限元進(jìn)行力學(xué)分析，以研究它的固有頻率，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。3.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀隨著汽車行業(yè)的日漸成熟，特別是近幾十年來汽車工業(yè)大發(fā)展以來，汽車行業(yè)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步產(chǎn)生了巨大影響?，F(xiàn)今生活中的汽車的普及極大的擴(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍，也加快了人類的生活節(jié)奏。因此，汽車成為了人類生活中不可或缺的一部分。如今，汽車的設(shè)計(jì)要求提高汽車的技術(shù)水平，使其承載能力更強(qiáng)，動(dòng)力性更好，污染更少，使用性能更好更安全，更可靠，更經(jīng)濟(jì)舒適。本設(shè)計(jì)的研究對(duì)象是汽車的萬向傳動(dòng)裝置，其作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，零件的結(jié)構(gòu)方案、材料的選擇、所受力的分析是本文探討設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。萬向傳動(dòng)裝置主要包括萬向節(jié)和傳動(dòng)軸，對(duì)于傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)的分段式傳動(dòng)軸，為了提高傳動(dòng)軸的剛度，有的還設(shè)置有中間支承。萬向傳動(dòng)裝置在汽車上的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：1) 變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間。一般汽車的變速器、離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)三者裝合為一體裝在車架上，驅(qū)動(dòng)橋通過懸架與車架相連。在負(fù)荷變化及汽車在不平路面行駛時(shí)引起的跳動(dòng)，會(huì)使驅(qū)動(dòng)橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化。2) 變速器與分動(dòng)器、分動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)橋之間（越野汽車），消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的其軸線同軸度誤差對(duì)動(dòng)力傳遞的影響，須裝有萬向傳動(dòng)裝置。3) 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的內(nèi)、外半軸之間，轉(zhuǎn)向時(shí)兩段半軸軸線相交且交角變化，因此要用萬向節(jié)。4) 斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸之間，主減速器殼在車架上是固定的，橋殼上下擺動(dòng)，半軸是分段的，須用萬向節(jié)。5) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向器之間，有利于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的總體布置。在汽車上使用的萬向節(jié)可以從不同的角度分類。按其剛度大小，可分為剛性萬向節(jié)和柔性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)按其速度特性分為不等速萬向節(jié)（常用的為十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（雙聯(lián)式和三銷軸式）和等速萬向節(jié)（包括球叉式和球籠式）。目前在汽車上應(yīng)用較多的是十字軸式剛性萬向節(jié)和等速萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間，等角速萬向節(jié)主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的內(nèi)、外半軸之間。（1）十字軸式剛性萬向節(jié)。十字軸式剛性萬向節(jié)主要由十字軸、萬向節(jié)叉等組成。萬向節(jié)叉上的孔分別套在十字軸的四個(gè)軸頸上。在十字軸軸頸與萬向節(jié)叉孔之間裝有滾針和套筒，用帶有鎖片的螺釘和軸承蓋來使之軸向定位。為了潤(rùn)滑軸承，十字軸內(nèi)鉆有油道，且與油嘴、安全閥相通。為避免潤(rùn)滑油流出及塵垢進(jìn)入軸承，十字軸軸頸的內(nèi)端套裝著油封。安全閥的作用是當(dāng)十字軸內(nèi)腔潤(rùn)滑脂壓力超過允許值時(shí)，閥打開潤(rùn)滑脂外溢，使油封不會(huì)因油壓過高而損壞。現(xiàn)代汽車多采用橡膠油封，多余的潤(rùn)滑油從油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，故無需安裝安全閥。（2）等速萬向節(jié)。等速萬向節(jié)的基本原理是傳力點(diǎn)永遠(yuǎn)位于兩軸交點(diǎn)的平分面上。一對(duì)大小相同錐齒輪的接觸點(diǎn)位于兩齒輪軸線交角的平分面上，由接觸點(diǎn)到兩軸的垂直距離都等于半徑。接觸點(diǎn)處兩齒輪的圓周速度相等，兩齒輪的角速度也相等?？梢姡羧f向節(jié)的傳力點(diǎn)在其交角變化時(shí)，始終位于兩軸夾角的平分面上，就能保證等速傳動(dòng)。等速萬向節(jié)的常見結(jié)構(gòu)形式有球籠式和球叉式。傳動(dòng)軸是萬向傳動(dòng)裝置中的主要傳力部件。通常用來連接變速器(或分動(dòng)器)和驅(qū)動(dòng)橋，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，則用來連接差速器和驅(qū)動(dòng)車輪。傳動(dòng)軸有實(shí)心軸和空心軸之分。為了減輕傳動(dòng)軸的質(zhì)量，節(jié)省材料，提高軸的強(qiáng)度、剛度，傳動(dòng)軸多為空心軸，一般用厚度為1. 53.0mm的薄鋼板卷焊而成，超重型貨車則直接采用無縫鋼管。二、解決方案及預(yù)期效果1.解決方案（1）了解汽車萬向傳動(dòng)裝置的自身?xiàng)l件，根據(jù)具體問題進(jìn)行分析，所設(shè)計(jì)的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)首先需要符合原來結(jié)構(gòu)的功能要求（2）用Catia軟件建立萬向傳動(dòng)裝置的三維模型（3）對(duì)裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，應(yīng)用有限元進(jìn)行分析萬向傳動(dòng)裝置的固有頻率2.預(yù)期效果（1）查閱資料，分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方向，深入了解萬向傳動(dòng)裝置（2）討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行可行性論證分析確定項(xiàng)目實(shí)施方案（3）計(jì)算說明書，進(jìn)行強(qiáng)度校核分析（4）用Catia三維建模（5）用有限元進(jìn)行分析，得出其固有頻率三、課題進(jìn)度安排12月23日1月19日畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。1月6日2月28日開題階段。提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫開題報(bào)告，前期檢查。2月24日4月30日 設(shè)計(jì)初稿階段。完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖，中期檢查。5月1日5月29日 設(shè)計(jì)完善工作階段。完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。5月30日5月31日畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。6月1日6月10日畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。圖紙修改、設(shè)計(jì)說明書修改、定稿，材料復(fù)查。6月11日6月12日畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。6月13日6月14日畢業(yè)答辯。6月15日6月20日材料整理裝袋。四、指導(dǎo)教師意見 簽名 年 月日五、專業(yè)系意見 簽名 年 月日六、學(xué)院意見 簽名 年 月日