第5章万向节与传动轴设计要点解析.ppt

第五章 万向节与传动轴设计 第五章 万向节与传动轴设计 第一节 概述 第二节 万向节结构方案分析 第三节 万向传动的运动和受力分析 第四节 万向节设计 第五节 传动轴结构分析与设计 二、设计要求 1.?保证所连接的两轴在一定的轴间夹角变化范围内，能可靠地传递动力 2.?保证所连接的两轴尽可能等速运转 3.?万向节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，制造维修容易 三、球笼式万向节设计 Rzeppa型球笼式万向节设计 假定六个传力钢球均匀受载，则钢球的直径可按下列经验公式确定： d为钢球直径（mm） T1计算转矩（N.mm） 计算钢球直径应圆整并取最接近国家标准的直径。 3.挠性万向节设计 盘式挠性万向节橡胶盘的拉应力和挤压应力应满足 Tmax为万向节静强度计算转矩，i为一个万向节叉上的螺栓数，R为橡胶盘平均半径，R1、R2为橡胶盘外、内半径，b为橡胶盘厚度，d0为螺栓孔直径 许用拉应力12-15MPa，许用挤压应力8MPa。 第五节 传动轴结构分析与设计 由传动轴及其两端焊接的花键和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。 应保证有足够的扭转强度，轴管的扭转切应力应满足 其他零件尺寸的确定 当钢球的直径d确定后，其中的球笼、星形套等零件及有关结构尺寸，可按如下关系确定： 1)钢球中心分布圆半径 R=1.71d　　2)星形套宽度 B=1.8d3)球笼宽度 B1=1.8d4)星形套滚道底径 D1=2.5d5)万向节外径 D=4.9d6)球笼厚度 b=0.185d7)球笼槽(孔)宽度 b1=d8)球笼槽(孔)长度 L=(1.33-1.8)d(普通型取下限，长型取上限)9)滚道中心偏置距 h=0.18d10)轴颈直径 d′≥1.4d11)星形套花键外径 D2≥1.55d12)球形壳外滚道长度 L1=2.4d13)中心偏移角 δ≥6° 1.传动轴总成 2.传动轴的结构形式 实心－用于转向驱动桥、断开式驱 动桥、微型车万向传动装置 空心－用于FR传动系的万向传动轴 3.传动轴的参数 长度、夹角：长度最大时不脱落；最小时不顶死 夹角影响传动效率、旋转不均匀性、寿命 临界转速：发生共振时的工作转速 共振：质量不均衡引起的离心力使传动轴剧烈振动 临界转速 提高临界转速的办法： 1）缩短传动轴长度； 2）总长度不变的情况下，将传动轴分成几段； 3）将传动轴做成空心的（无缝钢管或1.5～3mm厚的薄钢板卷焊） 扭转强度 提高传动轴动平衡的方法 传动轴两端点焊平衡片 主要内容 重点与难点 万向传动轴设计的基本要求和万向节的基本结构形式； “十字轴”万向节的运动和受力分析及其强度计算； 传动轴的结构方案与强度计算。 重点：“十字轴”万向节的运动和受力分析及其强度计算，“球笼式”万向节的传动及设计原则。 难点：“十字轴”万向节的运动和受力分析。 第一节?????? 概述 一、组成 万向节、传动轴（中间支承） 功用：在相对位置变化的轴间传递转矩、旋转运动 三、万向节的应用 1.变速器与驱动桥之间 2.多轴驱动的汽车的分动器与驱动桥之间或驱动桥与驱动桥之间  3.发动机与变速器之间（由于车架的变形造成轴线间相互位置变化的两传动部件） 4.采用独立悬架的汽车差速器之间 5.转向驱动车桥的差速器与车轮之间 6.转向操纵机构中 四、万向节的分类?? 第二节????万向节结构方案分析 特点：结构简单、传动可靠，效率高，应用较为普遍 1.十字轴万向节 十字轴万向节构造 万向节叉 十字轴、套筒、轴承盖 万向节叉 十字轴 套筒 当叉轴1以等角速度?1旋转，A点的瞬时线速度可求：?A= ?1r= ?2rcos? ?2?1 速度特性 当叉轴1转过900后，B点的瞬时线速度可求：?B= ?1rcos? = ?2r ?2 ?1 不等速性 不等速性曲线图 准等速万向节 双联叉相当于两个在同一平面内的万向节叉 欲使两轴角速度相等，应保证α1=α2 2.双联式万向节 特点：允许有较大的轴间夹角，轴承密封性好、效率高、制造工艺简单、加工方便、工作可靠，但外形尺寸大。多用于越野汽车。 3.三销轴式万向节 准等速万向节 由双联式万向节演变而来 特点：允许相邻两轴间有较大的夹角，但外形尺寸大，零件形状复杂，多用于一些越野车的转向驱动桥。 4.凸块式万向节 特点：工作可靠、加工简单、允许的万向节夹角较大，但效率低，多用于中型以上越野车的转向驱动桥。 等速万向节 5.球叉式万向节 等速原理