汽车传动轴设计及应用 PPT.ppt

传动轴系统当量夹角的计算 假如多万向节传动的各轴轴线均在同一平面，且各传动轴两端万向节叉平面之间的夹角为0°或90°，则当量夹角αe为 式中，α1、α2、α3为各万向节的夹角。正负号是这样规定的：当第一万向节的主动叉处在各轴轴线所在的平面内，在其余的万向节中，如果其主动叉与此平面重合定义为正，反之，定义为负。 为使多万向节传动的输出轴与输入轴等速旋转，应使αe=0。 在设计多万向节传动时，总是希望其当量夹角尽可能小，一般设计时应使空载和满载两种工况下的αe不大于3°。 十字轴万向节的设计计算 十字轴万向节的损坏，通常是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损、十字轴轴颈和滚针轴承工作表面的压痕和剥落。当磨损和压痕超过0.25mm时十字轴和滚针轴承应报废。在设计万向节时，应保证十字轴有足够的抗弯强度和磨损寿命。 十字轴危险断面大都发生在轴颈根部。 轴颈根部的弯曲应力σ为： 轴颈根部的剪切应力为： 十字轴轴颈的接触应力为： 式中：d：十字轴轴颈直径， mm d0： 十字轴油孔直径， mm t： 轴颈危险断面至滚针中心距离， mm r： 十字轴中心至滚针中心距离， mm lz： 滚针工作长度， mm Z： 滚针数 dz：滚针直径， mm P：作用在十字轴轴颈上的力，N （P＝ Mmax / 2r） Q：每个滚针所承受的最大载荷，N（Q＝4.6P/iz） i：滚针列数 标题文字内容 Click here to add Title 汽车传动轴设计及应用 传动轴功能及用途 传动轴的功能主要是将发动机的动力和旋转运动传递给车轮驱动汽车前进。在汽车上主要安装在如下部位： 1、变速箱－后桥（十字轴式万向节） 2、变速箱－中桥（十字轴式万向节） 3、中桥－后桥（十字轴式万向节） 4、变速箱－分动箱（十字轴式万向节） 5、分动箱－前桥（十字轴式万向节） 6、分动箱－后桥（十字轴式万向节） 7、前（中、后）桥－车轮（球笼式万向节或双联十字轴式万向节等） 传动轴结构及原理 传动轴主要由万向节、轴管、及滑动花键副组成。万向节由万向节叉、十字轴带滚针轴承总成及定位零件（卡环、轴承压板等）组成。 汽车行驶时，变速箱与驱动桥的相对位置经常在发生变化，与之相连的传动轴的角度和长度也就在经常变化，所以传动轴带有万向节和可伸缩的滑动花键。 传动轴花键，以往大多采用矩形花键，目前渐开线花键的应用越来越普遍。渐开线花键具有齿面接触好、自动定心、强度高、寿命长、加工成本低等优点。滑动花键按在传动轴中的位置分，有内侧滑动和外侧滑动两种结构。按结构形式分，有滑动叉结构和花键轴叉结构。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行尼龙涂敷处理。 轴管用来连接万向节和滑动花键。高速旋转的传动轴要求轴管质量分布均匀，容易动平衡，因此通常采用低碳钢板卷制的电焊钢管。同时，空心管还有重量轻、成本低、临界转速高的优点。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲振动固有频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断的转速。 临界转速的计算公式如下： 当传动轴过长时，自振频率降低，容易产生共振。这时可把传动轴分为两段、三段甚至更多，传动轴分段时须加中间支承装置。 万向节 万向节按工作环境，分为开式万向节和闭式万向节。 万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。 不等速万向节(卡当或虎克万向节）：十字轴万向节为不等速万向节。对于单万向节传动，当主动轴等速旋转时，从动轴的转速时快时慢，这就是十字轴万向节的不等速性。不等速性与两轴夹角有关，夹角越大，不等速性越严重，从而引起动力总成支承和悬架弹性元件的摆动，引起变速箱和后桥齿轮的冲击噪声。一般要求，当万向节工作夹角大于3°时，夹角（度）与转速（转/分）的乘积不大于18000。十字轴万向节尽管有不等速性的弊病，但结构简单、制造方便、成本低廉，还是被汽车工业广泛采用。只要设计合理，可以克服和最大限度