轻型商用车传动轴及万向节设计设计说明书毕业设计.docx

轻型商用车传动轴及万向节设 计设计说明书 毕业设计 本科学生毕业设计 轻型商用车传动轴及万向节设计 achelors DegreeThe Graduation Design for achelors Degree Design of Light Commercial VehicleTransmission Shaft and Cardan Joint 0 0 摘要 汽车的万向传动轴是由传动轴、 万向节两个主要部件联接而成， 在长轴距的车辆 中还要加装中间支承。 万向传动轴主要用于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。 在本世纪初万向节与传动轴的发明与使用， 在汽车工业的发展 中起到了极其重要的作用。 随着汽车工业的发展， 现代汽车对万向节与传动轴的效率、 强度、耐久性和噪声等性能方面的设计及计算校核要求也越来越严格。 本毕业设计将 依据现有生产企业在生产车型 ( CA1041) 的万向传动装置作为设计原型。在给定整车 主要技术参数以及发动机、 变速器等主要总成安装位置确定的条件下， 对整车结构进 行了分析，确定了传动轴布置方案，采用两轴三万向节带中间支承的布置形式。在确 定了传动方案后，对传动轴、万向节总成、中间支承总成进行设计，使该总成能够在 正常使用的情况及规定的使用寿命内不发生失效。 关键字 ：传动轴；万向节；中间支承；设计；校核 第1 第1章  第 第2章 0 0 0 0 第 3 章 绪 论 选题的目的和意义 随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势，对汽车节 能、舒适与轻量化的要求越来越高。 而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和 噪声，增添未能估算在内的符加动载荷， 还可能导致传动系不能正常运转和早期破坏， 万向传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一 [1] 。传动轴选用与设计的合理与否直接 影响传动系的传动性能。 选用、设计不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在 内的附加负荷， 可能导致传动系不能正常运转， 因此该总成设计是汽车设计中重要的 环节之一。 国内外研究现状、发展趋势 传动轴普遍采用具有较高的强度的薄钢板卷焊而成的空心轴， 超重型货车的传动 轴则直接采用无缝钢管制成。近年来由于对汽车低能耗，低成本的要求越来越高，汽 车必须轻量化， 汽车变得更易产生振动和噪声。 因此对传动系重要组成部分万向节振 动特性必须进行分析 [2] 。目前国内外都将以 NVH （ 噪音，振动，啸声 ）为设计目标，为 了满足这类要求，汽车制造厂对该总成的设计要求越来越严格。随着 Matlabl 软件的 开发，国内对传动轴的设计己从传统设计向模糊可靠性设计发展。 基本方法是把传统 设计公式中的参量看作随机变量，进行概率计算，从中找出规律，得出合理的校核强 度和截面参数。 汽车和工程机械用传动轴在高速转动时要产生弯曲振动。 因此导致共 振现象使传动轴断裂 . 尤其是高速轴。为避免共振产生应进行振动计算。确定其临界 转速.常规优化设计是为了使传动轴在工作时不出现共振现象 . 使传动轴的临界转速 尽量避开其实际最高转速。 因载荷的随机性及切削加下时下件表而凹凸不平及材料软 硬不均。临界转速具有离散性。它不是一个点，而是一个区域。而模糊可靠性设计理 论应用于具有振动的传动轴的优化设计中，提出传动轴的模糊可靠性优化设计方法， 建立了在满足给定模糊可靠要求设计条件下优化设计数学模型。 传动轴模糊可靠性优 化设计在设计中，既考虑设计参数的随机性和模糊性，又能进行多参数设计，使设计 方案最优，且在设计后能预测新产品的可靠度 [3] 。这是可靠性和最优化设计的有机结 合。 万向节是实现万向传动的关键，万向节性能的优劣直接影响到整车的行驶性能、 动力性、舒适性。从 19 世纪初虎克式万向节在汽车上应用以来，经过 100多年的发 PAGE PAGE # PAGE PAGE # 展己经有十几种形式。 可分为铡性万向节和挠性万向节。 刚性万向节又可分为不等速 万向节、准等速万向节和等速万向节。等速万向节因其加工制造精度高、难度大，需 成套引进国外专用加工生产设备，且投资费用大、价格高，已成为实现国产化的关键 问题之一。 由于等速万向节传动轴应是用橡胶护套来密封的， 橡胶护套的寿命从很大 程度上决定了传动轴总成的使用寿命， 因此橡胶护套设计和考核试验也成了等速万向 节设计的重要环节之一。由于近年来 Pro/E 、CATIA 、Matlab 等软件的开发与应用， 国内的企业、科研单位也致力于基于 CATIA 、Matlab 等的模糊、仿真设计，从而大 大提高了我国对万向节的设计、制造水平。 综合以上国内外文献和相关书籍可以看出： 随着计算机的发展、 各种计算机辅助 软件的设计开发，如 : Pr