轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
花键的齿数 花键键齿的有效长度
对于传动轴花键,主要计算花键的挤压应力。在硬度大于HRC35时,传动伸缩花键的许用挤压应力为2550 MPa 。
即 =
其中 T 传动轴的计算转矩
代入数据可得 = = 3.1 MPa
即,传动轴花键的尺寸符合要求。
十字万向节的轴承
万向节轴承可以认为是由滚针、密封及轴承套所组成。轴承以总成方式把
万向节叉连接起来,轴承套用钢制作,其硬度大于HRC60。轴承应具有易于装入万向节叉的外形。
万向节轴承常用的滚动体是滚针。当轴承套的尺寸一定时,应选用小直径滚针配用较粗的轴颈,同时增加滚针数目,以降低滚针与轴颈间的接触应力,但滚针直径不得小于1.6 mm,以免压碎,而且差别要小,否则会加重载荷在滚针间分配的不均匀性,一般控制在0.003mm以内。滚针轴承径向间隙过大时,承受载荷的滚针数减少,有出现滚针卡住的可能性;间隙过小时,有可能出现受热卡住或因赃物阻滞卡住,合适的间隙为0.0090.095mm,滚针轴承的周向总间隙以0.080.30mm为好。理论上滚针越长,万向节的承载能力越高,但滚针过长时其歪斜带来的不良影响亦越大,故其长度不宜超过十字轴轴颈,使其具有较高的承载能力,又不至因滚针过长发生歪斜而造成应力集中,滚针在轴向的游隙一般不超过0.20.4mm。
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则经参考表7-1,另根据国家标准,初定十字万向节轴承的尺寸为 滚针尺寸 = 3 mm
= 14 mm n = 22
轴承套尺寸 = 32 mm C = 4 mm
其中 滚针的直径,mm
滚针的长度,mm
n 滚针的数目
轴承套的外径,mm
C 轴承套的厚度,mm 滚针轴承的接触应力为
= 272
其中 在合力F的作用下一个滚针所受的最大载荷,N
=
其中 滚针列数,此处取 = 1 ,
将数据代入上面两式,得 = 272
= 1110.7 MPa
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式中为滚针的许用接触应力,当其表面硬度在58HRC以上时,许用接触
应力为30003200MPa 。
十字轴万向节的传动效率与两轴的轴间夹角、十字轴支承结构和材料、
加工和装配精度以及润滑条件等有关。当时可按下式计算
= 1-
式中 f
十字轴万向节传动效率
轴颈与万向节叉的摩擦因数,滑动轴承,f=0.150.20,滚针轴
承,f=0.050.10;其它符号意义同前。
代入数据得, =
。
等低碳合金钢,轴颈表,表面硬度
,轴颈端
通常情况下,十字轴万向节传动效率约为
十字轴常用材料为
、
、
面进行渗碳淬火处理,渗碳层深度为面硬度不低于调质处理,硬度
,芯部硬度为
。万向节叉一般采用45中碳钢,
。
,滚针轴承碗材料一般采用
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参考文献
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