中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
摘要 关键词
目 录
1 概述…………………………………………………………………02 1.1 结构方案选择……………………………………………………03 1.2 计算传动轴载荷…………………………………………………04 1.3 十字轴万向节设计………………………………………………05 1.4传动轴的计算与强度校核………………………………………08 1.4.1传动轴………………………………………………………08 1.4.2花键轴………………………………………………………09 1.5 参考文献…………………………………………………………10
1. 概述
万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。 万向传动轴设计应满足如下基本要求：
1. 保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。
2. 保证所连接两轴尽可能等速运转。
3. 由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。
4. 传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。 变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。 原始条件：
车型 中型货车 驱动形式 FR4×2 发动机位置 前置、纵置 最高车速 Umax=90km/h 最大爬坡度 imax≥28% 汽车总质量 ma=9290kg 满载时前轴负荷率 25.4%
外形尺寸 总长La×总宽Ba×总高Ha=6910×2470×2455mm3
轴距 L=3950mm 前轮距 B1=1810mm 后轮距 B2=1800mm 迎风面积 A≈B1×Ha 空气阻力系数 CD=0.9
轮胎规格 9.00—20或9.0R20 离合器 单片干式摩擦离合器 变速器 中间轴式、五挡
1.1 结构方案选择
本设计所选车型为中型货车，轴距为
3950mm，所以传动轴选中主传动轴
与中间传动轴两段轴，避免由于传动轴过长时固有频率会降低而产生共振，并加设中间支承。考虑到轴与轴同心以及车架变形，采用十字轴式万向传动轴，为避免运动干涉，在传动轴中设有有滑动叉和花键轴组成的伸缩节。
中间支承万向传动轴
十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，但所连接的两轴夹角不宜太大。当夹角增加时，万向节中的滚针轴承寿命将下降。
普通的十字轴式万向节：
1. 组成：由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承、轴向定位件和橡胶密封件； 2. 特点：结构简单、强度高、耐久性好、传动效率高、成本低，但夹角不宜过大；
3.轴向定位方式：盖板式，卡环式，瓦盖固定式，塑料环定位式； 4. 润滑与密封：双刃口复合油封，多刃口油封。
1.2计算传动轴载荷
Tse1?Tss1kdTemaxki1if?n
G2m’2?rr?i0im?m ?Pemaxnp发动机最大转矩:
Temax?9549?
Pemax?1magfrGA3(Uamax?Uamax) ?T360076140Temax?355.6N?M
驱动桥数n=1，
发动机到万向传动轴之间的传动效率η=0.9， 猛接离合器所产生的动载系数Kd：
magmag?1?100(16?0.195T)0.195T?16?emaxemaxfj?? mag?00.195?16?Temax?fj=0; 所以Kd=1，
液力变矩器变矩系数k={(k0 -1）/2}+1=1, 变速器一挡传动比i1=7.31, 分动器传动比if=1
满载状态下一个驱动桥上的静载荷G1=（1-25.4%）mag=67917.3N，
?=1.2， 发动机最大加速度的前轴转移系数m2轮胎与路面间的附着系数υ=0.85， 车轮滚动半径rr=0.48, 主减速比i0=6.33
主减速器从动齿轮到车轮之间传动比im=4.5, 主减速器主动齿轮到车轮之间传动效率ηm=0.9 所以：
Tse1?2339.5N?m
Tss1?1297.1N?m
∵T1=min{ Tse1, Tss1} ∴T1= Tss1?1297.1N?m
1.3 十字轴万向节设计
确定十字轴尺寸：
查阅汽车设计等资料，结合其他汽车的十字轴万向节尺寸，选定下面的十字轴参数。