临沂大学工学院本科专业职业生涯设计
图5-2 十字万向节的力偶矩(主动叉处于0和位置)
Fig.5.2 The moment of The cross cardan
图5-3 十字万向节的力偶矩(主动叉处于
和
位置)
Fig.5.2 The moment of The cross cardan
5.2 双十字轴万向节传动
当输入轴与输出轴之间存在夹角 时，单个十字轴万向节的输出轴相对于输
入轴时不等速旋转的。为了使处于同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，可采用双万向节传动，但必须保证同传动轴相连的两万向节应布置在同一平面内，且使两万向节夹角
与
相等。
]，直接连接传动轴的两万向节叉所受
当输入轴与输出轴平行时[见图4-4
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的附加弯矩，使传动轴发生如图4-4传动轴的弯曲振动。
当输入轴与输出轴相对时[见图4-4
中双点划线所示的弹性弯曲，从而引起]，传动轴两端万向节叉上所受的附加
所示中双点划线所示的
弯矩方向相同，不能彼此平衡，传动轴发生如图4-4弹性弯曲
图5-4 附加弯矩对传动轴的作用
Fig.5.4 The effect of The additional bending moment to drive axle 输入轴与输出轴平行； 传动轴发生弹性弯曲；
输入轴与输出轴相交； 相交时传动轴发生弹性弯曲
附表 表5-1 十字轴万向节的允许范围
Tab.4.1 The limits of The cross cardan 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上） 13 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 6 12 1520 30 － 21 －
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6 万向传动轴的选择
6.1 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。
6.2 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:
图 5-1 万向传动轴—花键轴结构简图
Fig.5.1 Universal drive shaft-The structure fig of bloom bond 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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7 传动轴的计算与强度校核
7.1 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 则有(因TJ6350 微型货车无超速挡，最高档即直接挡) 即
（
为发动机转速） 安全系数k
= = 5500 （7.1）
k =
= 1.2 （7.2）
= 1.2 = 6600
7.2 传动轴计算转矩 =
= 593.996
90% （7.3）
= 212187 N
7.3 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，花键轴长
度应小于支承长度，满足万向节与传动轴的间隙要求，取花键轴长度为（11002.5）mm 7.4 传动轴管内外径确定
=1.2 = 6600 （7.4）
得 = = 7385.3 （7.5）
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又 1.5 mm 3 mm
根据电焊钢管外径6095mm的标准资料（从冶金部标准YB24263中选取）
初选
= 63.5 mm ，则
= = 58 mm （7.6）
其中 为传动轴长度(mm)，即两万向节中心的距离
和分别为传动轴轴管的外、内径(mm)
7.5 传动轴扭矩强度校核
由于传动轴只承受扭转应力而不承受弯曲应力，所以只需校核扭转强度，根据公式有
= = （7.7）
=13.8 MPa
（
为许用扭转切应力）
= 300 MPa
上式说明设计参数满足扭转强度要求
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