球笼式万向节设计
表三：变速器变速比
档位
1 2 2.105 3 1.300 4 0.943 5 0.789 第 11 页 共 11 页
变速箱is 3.545 各档的利用率为1~5档分别是1%、6%、18%、30%和45%，汽车至少有10万km的寿命。 3.4.2转矩校核。
摩擦系数μ=1；振动系数Ks=1.2。
汽车以μ=1和Ks=1.2时最大转矩启动，以最大发动机转矩的2/3驱动而各挡匀速，计算其起动转矩MA和附加转矩MH。
计算额定转矩为MN=2650N·m
ε MA=
μMmiAiS=1×145×4.111×3.545≈2113(N·m）≤2650（N·m）
1iA4.111 Mh=KSμGRr=1.2×1×16758×0.249≈1218(N·m）≤2650（N·m）
故满足设计要求
3.4.3校核使用寿命，具体计算结构如下表
表四:汽车的校核使用寿命计算表
挡位 1 2 3 4 5 ax 0.01 0.06 0.18 0.30 0.45 ix=is×iA 14.57 8.56 5.34 3.88 3.28 nx=nm/ix 226 386 618 851 1006 vx=0.377Rrnx 21.2 42.1 58.0 79.9 94.4
球笼式万向节设计
Mx=第 12 页 共 12 页
1MMix 3???（nx????（nx?3713 3414 258 188 159 25339?AxMd?Lhx=0.577?nx?Mx470756?AxMd?Lhx=nx??Mx≤1000r/min) 120.6 452.4 1424.7 3061.6 4583.6 ≥1000r/min) ax-各档传动利用率；ix-总传动比；nx-最大转矩时的转速；vx-路面行驶速度；Mx-转矩；Lhx-使用寿命；Md-动态转矩。
由表可得
1axaxaxaxax-5??????53.8?10 LhLh1Lh2Lh3Lh4Lh5所以Lh=1858.7h，汽车的平均行驶速度为
Vav=0.01×21.2+0.06×42.1+0.18×58.0+0.3×79.9+0.45×94.4=79.63（km/h）
其使用寿命为
Ls=1858.7×79.63≈148011（km）＞10万km
故满足使用要求。
同理，伸缩性万向节的使用寿命为
Ls=1858.7×79.63×（367/360)≈156813（km）＞10万km
同样满足使用要求。 3.4.4传动轴的校核。
由于等速万向节总成采用双向万向节，传动轴只受扭矩而不受弯矩。因此，只要对其进行扭转强度校核。轴径最小处为D=25mm，抗扭截面模量为
3
球笼式万向节设计
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Wp=τ
πD3π?(0.0025)3??3.1?10?9(m3)1616
max
M=Wh?p1218?39.2(MPa)3.1?10?9
4.零件的三维造型及二维装配图绘制
4.1概论
三维造型实体模型除了可以将用户的设计思想—最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，用户还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、惯性大小等，以了解产品的真实性，并弥补传统面结构、线结构的不足。用户在产品设计过程中，可以随时掌握以上重点，设计物理参数，并减少许多人为的计算时间。利用三维造型实体模型生成二维工程图，并且自动标注工程尺寸。不论在三维造型还是二维图形上做尺寸修改，其相关的二维和三维造型实体模型均自动修改，同时，装配、制造等相关设计也会自动修改，这样可以确保数据的准确性，避免反复修改耗时。由于单一数据库，提供了双向关联性的功能，这也符合了现代产品中的同步工程思想。
通过前面的球笼式万向节的设计计算，已初步确定了各零件的主要尺寸，接下来将对各零件生成三维造型，在设计过程中许多尺寸需进行适当地调整，所以采用了参数化设计。运用Pro/e和AutoCAD对该设计进行了辅助分析。
4.2RF型球笼式万向节的设计
4.2.1模型三维装配图
球笼式万向节设计
图8
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4.2.2RF型球笼式万向节钢球的设计
图9
4.2.3RF型球笼式万向节保持架的设计
图10
4.2.4RF型球笼式万向节星型套的设计
球笼式万向节设计
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图11
4.2.4RF型球笼式万向节球形罩的设计
图12
4.3DOJ型球笼式等速万向节的设计
4.3.1模型三维装配图