《汽车设计教学课件》第四章 万向传动轴设计.ppt

二、十字轴万向节设计 Design of Hooke’s joints 损坏形式 Damage modes :轴颈和滚针轴承的磨损，表面压痕和剥落. 一般,磨损或压痕超过0.15mm ,报废; 失效形式 Failure modes :轴颈断裂. 滚针对轴颈作用力F: 式中，TS :万向传动轴的计算转矩， TS min[Tse，Tss]； r : F 至十字轴中心的距离； α:主、从动叉轴的最大夹角。 轴颈根部的弯曲应力?w和切应力?应满足 [ ] W w d d Fs d s p s - 32 4 2 4 1 1 ? 其它设计参数推荐取值: 滚针直径?1.6mm，均一性误差 0.003mm; 滚针轴承径向间隙0.009～0.095mm，周向总间隙0.08～0.30mm; 滚针长度 轴颈长度; 滚针轴向游隙 O.2～O.4mm。 滚针轴承的接触应力应满足: Fn为F作用下一个滚针所受最大载荷: 十字轴万向节的传动效率估算 p129 : 一般,?0 97％～99％. α≤25°时, 当滚针和十字轴颈表面硬度在58HRC以上时,许用接触应力 [?j] 3000?3200Mpa 万向节叉弯曲应力?w与扭应力?b p128 . 十字轴常用材料 Materials of the spider :20CrMnTi、20Cr、20MnVB等低碳合金钢, 轴颈表面渗碳淬火处理,表面硬度为58?64HRC,心部硬度为33?48HRC; 万向节叉 Yokes :一般采用35、40、45中碳钢或中碳合金钢40Cr,经调质处理,硬度为18?33HRC; 滚针轴承碗材料 Material of the needle roller bearing sleeve :一般采用GCr15. 三、球笼式万向节设计 Design of the CV joint 失效形式: 传力钢球与接触滚道表面的疲劳点蚀 Surface fatigue pit due to the power transfer between the steel ball and the contact way 。 Rzeppa型球笼式万向节钢球直径估算: 目前尚没有按接触应力确定万向节承载能力的统一计算方法. 按经验公式确定传力钢球直径: 图4-15 球笼式万向节的基本尺寸 T1 为万向节计算转矩 N·m ， T1 min[Tse,Tss] mm 确定球笼、星形套等零件的结构尺寸 Determine the structure sizes of the ball cage , the inner bearing race and other parts ： Radius of the ball center circle R 1.71d Width of the inner bearing race B 1.8d Width of the ball cage B1 1.8d Diameter of inner bearing race contact way bottom D1 2.5d Diameter of the universal joint D 4.9d Thickness of the ball cage b 0.185d Width of the ball cage slot b1 d Length of the ball cage slot L1 1.33～1.80 d The ordinary type take lower limit long to take maximum Offset of the center of the race contact way h 0.18d Journal diameter d′≥1.4d Diameter of the outer spline of the inner bearing race D2≥1．55d Length of the outer contact way L 2.4d Center offset angle δ≥6° Birfield型球笼式万向节星形套连接轴的直径估算: 确定星形套连接轴的直径 Determine the diameter of the shaft connecting to the inner bearing race ds : ds T1 为万向节计算转矩 N·mm ， T1 min[Tse,Tss]; SF为使用因素. mm 确定Birfield型球笼式万向节的其它尺寸 表4-4 球形壳和星形套材料:15NiMo 渗碳、淬火、回火） 钢球材料：轴承用钢球，GCr15 第五节