（CAD图纸全套）基于有限元分析的汽车万向传动装置设计（含说明书）

图.等速万向节的工作原理在转向驱动桥断开式驱动桥和式驱动桥的车轮传动装置中，广泛地采用各种型式的等速万向节和近似等速的万向节。

其常见的结构型式有球笼式球叉式双联式凸块式和三销式等。

综上所述，确定传动轴的基本方案。

本设计所选车型为前置后驱，根据经验采用十字轴万向节并且两万向节中心距为般须有中间支撑，需采用中间支撑。

故最终决定采用带中间支撑的两轴三万向节传动方案。

方案如图.所示变速器中间支撑差速器后传动轴轴承前传动轴图.万向传动装置总体方案简图.本章小结本章介绍了万向传动轴的结构类型及各自特点，对传动轴进行了初步的结构选择，根据本车的驱动型式及轴距的要求选择两轴三个万向节的结构型式。

第章万向传动装置设计.万向节传动的计算载荷万向节传动装置因布置的不同，计算转矩也不同，设计载荷的选取也是不样的。

本次设计为货车传动装置设计，多数选用机械变速器，所以设计中不考虑液力变矩器的变扭比，则计算载荷如下按发动机最大转矩和档传动比来计算其中为发动机的最大转矩•为驱动桥的数目为变速器挡传动比.由变速器设计知为发动机到万向传动轴的传动效率为液力变矩器的变矩系数为猛接离合器所产生的动载系数即，对于性能系数的汽车般货车矿用汽车和越野车计算可得按驱动轮打滑来计算其中为满载状态下个驱动桥上的静载荷为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数，货车，取.为轮胎与路面间的附着系数，对于安装般轮胎的公路用汽车，在良好的混凝土或沥青路面上，可取.为车轮滚动半径，本设计已知轮胎规格.，根据轮胎标号取.为主减速器传动比，.为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比，为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率，取.计算可得对万向传动轴进行静强度计算时，计算载荷取两者之间的最小值，所以取.•.万向传动轴的计算载荷初选是十字轴万向节尺寸由于十字轴万向节主从动叉轴转矩的作用，在主从动万向节叉上产生相应的切向力和轴向力式中切向力作用线与万向节叉轴之间的距离转向节主动叉轴之转角转向节主从动叉轴之夹角。

初始位置时主动叉轴转角时图.作用在万向节叉及十字轴上的力在十字轴轴线所在的平面内并作用于十字轴的切向力与轴向力的合力为图.为主动叉轴位于初始位置的受力状况。

此时达到最大值图.为主动叉轴转角时的受力状况。

这时均达最大值计算转矩取在发动机最大转矩下且变速器处于档是的转矩和满载是的驱动车轮最大附着力矩的换算转矩两者中的较小值。

即。

而万向节工作夹角，。

将这些数据代入得十字轴的材料选用低碳合金钢，轴颈表面进行渗碳淬火处理，渗碳层深度为，表面硬度为，轴颈端面硬度不低于，芯部硬度为。

根据汽车的吨位查机械设计手册初步选定十字轴总成尺寸如表.。

表.推荐采用的十字轴总成及花键尺寸汽车载重十字轴总成花键外行外径花键工作长度十字轴滚针轴承套套.直.直直直初选设计尺寸.十字轴万向节设计与校核十字轴万向节的损坏形式主要有十字轴轴颈和滚针轴承的磨损，十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面出现压痕和剥落。

般情况下，当磨损或压痕超过．时，十字轴万向节便应报废。

十字轴的主要失效形式是轴颈根部处的断裂，所以在设计十字轴万向节时，应保证十字轴轴颈有足够的抗弯强度。

设各滚针对十字轴轴颈作用力的合力为图.。

则式中，为万向传动的计算转矩为合力作用线到十字轴中心之间的距离为万向传动的最大夹角，取，.。

作用力为图.十字轴基本尺寸及受力图十字轴轴颈根部的弯曲应力应满足式中，为十字轴轴颈直径.为十字轴油道孔直径为合力作用线到轴颈根部的距离为弯曲应力许用值，为。

十字轴轴颈的切应力应满足式中，为切应力许用值，为。

.滚针轴承设计滚针轴承初选尺寸根据万向传动轴已知参数设计要求和十字轴尺寸，参考专业厂的系列产品初步选取滚针轴承尺寸如表.初选尺寸滚针数滚针直径工作长度每列滚针数滚针轴承的接触应力滚针轴承中的滚针直径般不小于.，以免压碎，而且差别要小，否则会加重载荷在滚针间分配的不均匀性，般控制在.以内。

滚针轴承径向间隙过大时，承受载荷的滚针数减少，有出现滚针卡住的可能性而间隙过小时，有可能出现受热卡住或因脏物阻滞卡住，合适的间隙为，滚针轴承的周向总间隙以为好。

滚针的长度般不超过轴颈的长度，使其既有较高的承载能力，又不致因滚针过长发生歪斜而造成应力集中。

滚针在轴向的游隙般不应超过选用双列滚针，直径为，滚针数量为，滚针轴承的接触应力为式中，为滚针直径为滚针工作长度为在合力作用下个滚针所受的最大载荷，由式.确定式中，为滚针列数，为每列中的滚针数，。

滚针的材料采用轴承钢，滚针和十字轴轴颈表面硬度在以上时，许用接触应力为。

滚针轴承的材料为轴承钢，许用应力，所以设计的滚针轴承符合要求。

.万向节叉设计和校核万向节叉采用中碳钢，调质处理，硬度为万向节叉与十字轴组成连接支承。

在万向节工作过程中产生支承反力，叉体受到弯曲和剪切，般在与十字轴轴孔中心线成的截面处，万向节叉承受弯曲和扭转载荷，其弯曲应力和扭转应力应满足式中，分别为截面处的抗弯截面系数和抗扭截面系数。

矩形截面系数，椭圆形截面分别为矩形截面的高和宽或椭圆截面的长轴和短轴，是与有关的系数，查表.选取取表.系数的选取.，如图.所示，弯曲应力的许用值为，扭应力的许用值为。

图.万向节受力简图截面处为矩形，所以因此，万向节叉的强度满足设计要求。

.传动轴的设计计算汽车传动轴的基本参数包括传动轴长度及变化范围，主动轴与从动轴之间的夹角，传动轴的临界转速及滑键的尺寸。

在确定这些参数时，应注意保证传动轴在任何条件下工作可靠寿命长。

传动轴经常处于高速旋转状态下，所以轴的材料查机械零件手册选取，适用于很重要的轴，具有较高的扭转强度。

传动轴管由低碳钢板卷制的电焊钢管制成，轴管外径及壁厚或内径是根据所传最大转矩最高转速及长度按有关标准选定，并校核临界转速及扭转强度。

电焊钢管参数应按冶金部标准选取。

表.给出外径毫米的标准资料，以供