轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
由于是周期为2的周期函数，所以也为同周期函数。当为
0、、时，达到最大值且为；当为、时，
有最小值且为。因此，主动轴以等角速度转动时，从动轴时快
时慢，即为普通十字轴万向节传动的不等速性。
十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数k来表示
k
如不计万向节的摩擦损失，主动轴转矩和从动轴转矩与各自相应的角速度
有关系式
=
因此可得
=
附加弯曲力偶矩的分析
具有夹角的十字轴万向节，仅在主动轴驱动转矩和从动轴反作用下是不能平衡的。从万向节叉与十字轴之间的约束关系分析可知，主动叉对十字轴的作用力偶矩，除主动轴驱动转矩之外，还有作用在主动叉平面的弯曲力偶矩
。同理，从动叉对十字轴也作用有从动轴反转矩和作用在从动叉平
面的弯曲力偶矩。在这四个力矩作用下，使十字轴万向节得以平衡。
当主动叉处于0和位置时，由于作用在十字轴平面，必为零；而的
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作用平面与十字轴不共平面，必有存在，且矢量垂直于矢量;合矢量
+指向十字轴平面的法线方向，与大小相等、方向相反。这样，从动叉上的附加弯矩
=
。
当主动叉处于
。
和位置时，同理可知=0,主动叉上的附加弯矩
分析可知，附加弯矩的大小是在零与上述两最大值之间变化，其变化周期为，即每一圈变化两次。附加弯矩可引起与万向节相连零部件的弯曲振动，可在万向节主、从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷，从而激起支承处的振动。因此，为了控制附加弯矩，应避免两轴之间的夹角过大。 十字轴万向节的允许范围 万向节安装位置或相联两总成 夹角不大于 离合器与变速器；变速器与分动器（相联总成均装在车架 13 上） 驱动桥 传动轴 汽车满载 静止时 行驶中 极限夹角 一般汽车 越野汽车 一般汽车 短轴距越野汽车
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轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
十字万向节的力偶矩(主动叉处于0和位置)
十字万向节的力偶矩(主动叉处于
和
位置)
万向传动轴的选择 传动轴管的选择
传动轴的长度和夹角及它们的变化范围，由汽车总布置设计决定。设计时
应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与花键轴有足够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。传动轴夹角大小会影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴的不均匀性。变化范围为3。
传动轴经常处于高速旋转状态下，所以轴的材料查机械零件手册选取40CrNi，适用于很重要的轴，具有较高的扭转强度。
传动轴管由低碳钢板制壁厚均匀、壁薄（1.5～3.0mm）、管径较大、易质
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量平衡、扭转强度高、弯曲刚度高、适用高速旋转的电焊钢管制成。
伸缩花键的选择
选择矩形花键，用于补偿由于汽车行驶时传动轴两端万向节之间的长度变化。为减小阻力及磨损，对花键齿磷化处理或喷涂尼龙，外层设有防尘罩，间隙小一些，以免引起传动轴的震动。花键齿与键槽按对应标记装配，以保持传动轴总成的动平衡。动平衡的不平衡度由电焊在轴管外的平衡片补偿。装车时传动轴的伸缩花键一端应靠近变速器，减小其轴向阻力和磨损。其结构图如下:
万向传动轴—花键轴结构简图
1-盖子；2-盖板；3-盖垫；4-万向节叉；5-加油嘴；6-伸缩套；
7-滑动花键槽；8-油封；9-油封盖；10-传动轴管
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传动轴的计算与强度校核
传动轴的临界转速
长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高
的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速nk（r/min）为，安全系数K取1.2，适用于一般精度的伸缩花键 （
=
= 5500
为发动机转速）
安全系数k
k =
= 1.2
= 1.2 = 6600
传动轴计算转矩 =
= 593.996
90%
= 212187 N
传动轴长度选择
根据轴距 1800mm,初选传动轴支承长度LC为（12503.6）mm，花键轴
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