（毕业设计全套）解放CA1140重型货车万向传动装置设计（打包下载）

将，.代入公式得经校核十字轴轴颈根部的弯曲应力和切应力均符合设计要求。

十字轴常用材料为等低碳合金钢，轴颈表面进行渗碳淬火处理，渗碳层深度为，表面硬度，轴颈端面硬度不低于，心部硬度为。

十字轴万向节的滚针轴承万向节轴承可以认为是由滚针密封及轴承套所组成。

轴承以总成方式把万向节叉连接起来，轴承套用钢制作，其硬度大于。

轴承应具有易于装入万向节叉的外形。

汽车万向节用滚针轴承的结构型式较多，但就滚针来说，主要有三种型式锥头滚针平头滚针及圆头滚针。

为了防止在运输及安装过程中掉针，大多都采用锥头滚针。

这种结构的轴承除滚针端头为圆锥形外，还多了个挡针圈。

并且在外圈滚道与底道之间加工出基底凹槽，滚针圆锥头靠挡针圈及外圈基底凹槽挡住，从而避免了径向掉针。

其结构如图.所示当轴承套的尺寸定时，应选用小直径滚针配用较粗的轴颈，同时增加滚针数目，以降低滚针与轴颈间的接触应力，十字轴滚针轴承中的滚针直径通常不小于.以免被压碎，而且尺寸差别要小，否则会加重载荷在滚针间分配的不均匀性，公差带控制在.以内。

滚针轴承径向间隔隙过大，承受载荷的滚针数减少，滚针有被卡住的可能。

间隙过小又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，这可使其既具有较高的承载能力，又不致因滚针过长发生歪斜而造成应力集中。

滚针在轴向的游隙通常不应超过。

图.滚针轴承剖面图旋转轴油封挡针圈滚针轴承帽滚针油封挡圈十字轴滚针轴承的接触应力应满足.式中滚针直径十字轴轴颈直径滚针工作长度合力作用下个滚针所受的最大载荷，由下式确定.式中滚针列数每列中的滚针数。

当滚针和十字轴轴颈表面硬度在以上时，许用接触应力为。

所设计滚针轴承的滚针列数为，每列中的滚针数。

将.代入公式.得将，代入公式.得经校核轴承滚针接触应力符合设计要求。

另外，应检查与从动轴万向节叉连接的滚针轴承的最大负荷，使其不超过许用值。

这最大作用力，可按如下公式计算.式中滚针数，滚针的直径和工作长度发动机在最大转矩下的转速自发动机至万向节间的变速机构的低档传动比万向节工作夹角。

将代入公式.得经校核滚针轴承承能承受的最大负荷符合设计要求。

当轴承滚针沿圆周无间隙布置时，滚针中心的最大分布直径如图所示滚针沿圆周无间隙布置滚针沿圆周间隙布置图.滚针布置图.式中滚针数。

当滚针间的距离为时，滚针中心分布直径由增加到如图所示.式中滚针轴承两个滚针间的间隙。

合适的间隙为，滚针轴承的周向总间隙以为好。

当时十字轴万向节的传动效率十字轴万向节的传动效率与两轴的轴间夹角十字轴的支承结构和材料加工和装配精度及润滑条件等有关。

当时，可按下式计算.式中十字轴万向节传动效率轴颈与万向节叉的摩擦因数，滑动轴承滚针轴承十字轴轴颈直径合力作用线到十字轴中心之间的距离。

代入式.得十字轴万向节的传动效率为，符合设计标准。

.连接元件的设计连接螺栓在发动机前置后驱动的汽车中，连接变速器与驱动桥之间的传动轴是靠万向节叉与驱动桥或变速器的法兰盘组成的联轴器来传递转矩的，般情况下，都是选用结构简单成本低可传递较大转矩的凸缘联轴器。

凸缘叉按标准初选螺栓孔中心圆直径，螺栓孔直径，凸缘叉边缘厚度，螺栓数，螺栓型号，螺栓类型为铰制孔螺栓。

由于螺栓联接工作时即承受剪切力又承受轴向力，所以需校核抗拉强度，抗剪强度和抗挤压强度。

抗拉强度可按如下公式进行校核.式中拉应力单个螺栓所受轴向力，螺栓最小直径，许用拉应，滑动花键滑动时的磨擦力。

将，代入公式.得经校核螺栓的拉应力符合要求。

抗剪强度按如下公式进行校核.式中剪应力单个螺栓所受工作剪力螺栓抗剪面直径螺栓抗剪面数螺栓的许用切应。

单个螺栓所受工作剪力可按如下公式计算式中传动轴传动递的扭矩螺栓孔中心圆直径。

将代入公式.得经校核螺栓切应力符合设计要求。

抗挤压强度按如下公式进行校核.式中单个螺栓所受工作剪力，.螺栓杆与孔壁挤压面的最小长度螺栓或孔壁较弱材料的许用挤压应力，。

将.代入公式.得经校核螺栓的抗挤压强度符合设计要求。

万向节叉万向节叉与十字轴组成连接支承，在力作用下产生支承反力，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，椭圆形截面，分别为矩形截面的高和宽或椭圆形截面的长轴和短轴与有关的系数，按下表.选取与十字轴轴孔中心线成的截面到力作用线的距离万向节叉中点与截面相垂直平面到力作用线的距离。

表.系数的选取.如图.所示.。

则，取，由表得.，.。

剖面为矩形，所以，。

弯曲应力的许用值为，扭应力的许用值为。

将.代入公式.和.得经校核万向节叉弯曲应力和扭转应力均符合设计要求。

图.万向节叉.十字轴总成的润滑十字轴万向节在工作中承受着较大的扭矩和交变负荷，其损坏形式主要是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面的压痕与剥落。

在车辆维护规范中规定滑动叉键齿和中间轴承使用钙基润滑脂黄油十字轴的滚针轴承和三桥驱动汽车的中间轴承使用齿轮油。

但在实际工作中，因十字轴的注油嘴与黄油嘴相同，有时是为了操作方便，有时是无加注设备。

很多驾驶员和保修人员便错误地对十字轴滚针轴承使用黄油润滑，造成十字轴的早期损坏。

万向节十字轴在工作中要承受很大的扭力和交变载荷，维修行业过去常用俗称“黄油”的钙基润滑脂来润滑十字轴。

但由于钙基润滑脂的油膜坚韧程度较差，在轴承与轴颈的摩擦表面难以形成良好的油膜，是导致万向节十字轴滚针轴承的早期损坏的原因。

另外，由于老式万向节十字轴设计结构原因，当修理工用黄油枪通过注油嘴向十字轴内腔加润滑脂时，因为润滑脂的粘度大，进入狭窄内油槽油道的阻力很大，这时润滑脂靠压力会顶开油嘴对面的减压阀而溢出，这使修理工误认为已给轴承加满脂了，事实上很多时候润滑脂不仅不能进入滚针之间，就是达到十字轴颈端面也是较困难的。

因此，维修行业里有用齿轮油代替润滑脂润滑万向节十字轴的做法。

据说经过对比实验，用齿轮油润滑万向十字节的使用寿命是使用普通黄油进行润滑的倍。

但这样做也存在需要专门的加压注油工具，同时在第次加油时需把十字轴卸下清洗，比较麻烦。

还有齿轮油的保持性不如润滑脂，其润滑周期需要缩短。

考虑以上原因，也有人采用极压复合锂基润滑脂，这是基于两点第，其流动性较好，这样便于使其到达润滑部位。

第二，该脂的抗极压性好，适合万向十字节的工作状态。

据我们对用户的了解，目前万向节十字轴的发展趋势为取消注油孔，因此必须选用与设备部件同寿命的润滑脂，用脂类型为极压复合锂极压锂聚脲基脂。

如万向机械纳铁福等公司生产汽车万向节十字轴滚针轴承都用润滑脂润滑。

.本章小结本章对单个十字轴万向节双十字轴万向节多十字轴万向节进行了运动和受力分析确定了十字轴主要尺寸参数，并对十字轴轴颈进行了强度校核保证其能够承受各种工况下的载荷设计了连接件的形式并对连接螺栓和万向节叉进行了强度校核，保证了传动的可靠性。

同时确定了万向节的传动效率是否符合要求。

本章的重点是滚针轴承设计，在按照标准选定了滚针轴承主要尺寸后，对滚针进行了强度校核。

该滚针轴承突出的优点是先取了双刃口复合橡胶油封，用作径向密封当向十字轴内腔注入润滑油时，陈油磨损产物及多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，不需安装安全阀，防尘防水效果良好。

在灰尘较多的条件下使用时，可显著提高万向节寿命。

以及挡针圈的使用，解决了滚针轴承装配和工作时掉针卡针的问题。

由于毛毡油封漏油多，防尘防水效果差，加注润滑油时，在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油，故应用已越来越少。

第章中间支承总成的设计.中间支承的结构分析与选择在长轴距汽车上，为了提高传动轴临界转速，避免共振以及考虑整车总体布置上的需要，常将传动轴分段。

在乘用车中，有时为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动的特性，减小噪声，也将传动轴分成两段。

当传动轴分段时，需加设中间支承。

中间支承能常安装在车架横梁上或车身底架上，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及车车辆行驶过程中由于弹性支承的发动机的窜动和车架等变形所引起的位移。

目前中间支承主要有橡胶弹性中间支承和摆臂式中间支承两种形式。

橡胶弹性中间支承在其结构中采用单列球轴承，橡胶弹性元件能吸收传动轴的振动，降低噪声。

这种弹性中间支承不能传递轴向力，它主要承受传动轴因不平衡偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯矩所引起的径向力。

蜂窝软垫式橡胶弹性中间支承与车架横梁相连接。

单列球轴承可在轴承座内滑动。

由于蜂窝形橡胶垫的弹性作用，能适应上述安装误差和行驶中出现的位移。

此外还可吸收振动并减少噪声。

单列球轴承通过油嘴加入的润滑脂来实现，并在球轴承两端安装油封加以密封。

蜂窝软垫式结构简单，效果良好，应用广泛。

双列圆锥滚子轴承中间支承，其特点是双列圆锥滚子轴承可承受较大的轴向力，且便于调整，使用寿命长。

有的汽车采用摆式中间支承，整个中间支承通过螺栓固定在支架和车架横梁上。

当发动机轴向窜动时，摆臂可绕支承轴摆动，适应中间传动轴的轴线在纵向平面的位置变化，改善了轴承的受力状况。

此外橡胶衬套能适应传动轴轴线在横向平面内少量的位置变化。

综上所述，由于本设计适用车型载重大，行驶时传动轴承受冲击载荷大，而蜂窝软垫式中间支承具有结构简单质量轻制造容易维修保养方便等优点，故本设计选用蜂窝软垫式中间支承，其结构如图.。

单列球轴承套装在中间传动轴上，内圈由凸缘叉和轴肩轴向定位，外圈由两个卡环固定在轴承座孔上使之不能在轴向滑动。

轴承在轴承座内滑动，由于蜂窝软垫的弹性作用能适应安装误差和行驶中出现的位移，此外还可吸收振动，减小噪声，支架由螺栓固定在车架横梁上。

由于蜂窝软垫式中间支承的结构特点，作用在轴承上的轴向力和径向力都较小，故选用单列深沟球轴承。

中间传动轴花键大径，所以取轴承内径，初选轴承外径，轴承宽度。

选定轴承型号后需对其使用寿命进行校核。

图.蜂窝软垫式中间支承另外，还应考虑中间支承的固有频率，计算公式如下.式中中间支承的固有频率中间支承橡胶弹性元件的径向刚度为中间支承悬置质量，等于传动轴落在中间支承上的部分质与中间支承轴承及其轴承座所阴承受的质量之和，。

代入式.得可得固有频率对应的临界转速.，低于传动轴的常用转速范围，可以避免共振，保证了隔振效果好，符合设计要求。

.轴承的选取与校核由机械设计手册查得对于每日小时工作的机械利用率不高，预期使用寿命每日小时工作利用率较高，预期使寿命。

取预期使用寿命计算。

计算公式以小时数表示如下.式中轴承转速，取ε寿命指数，对球轴承基本额定动载荷，当量动载荷温度系数，工作温时，。

当量动载荷的般计算公式为.式中