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1、25摘 要 本毕业设计的任务是对东风小型货车进行万向传动轴的设计、研究。在指导老师的细心指导下，通过对汽车万向传动装置的了解，进一步进行万向传动轴的设计。通过实际的市场调查和客观的实际观察，全面了解万向传动轴的结构，充分了解到万向传动装置的工作原理与意义，及其在汽车行驶中的重要作用。在汽车的正常工作中，是一个必不缺少的部件，也是一个不可替代的关键部件。对于万向传动轴的研究，有很大的发展空间，具有相当大的研究意义。在充分与指导老师讨论、研究后，故选此课题。在进行设计任务时，分析了万向传动装置类型的，根据题目所要求的原始数据要求，确定了所选用万向传动轴的种类。在初定各个部件的相关尺寸后，根据要求进
2、行了校核，确定了所设计部件的尺寸和参数，并选择了零部件的材料。关键词：万向节,传动轴，强度，轴承，校核，AbstractThis graduation task is on the dongfei trucks for universal design, the transmission shaft. In the instructors careful guidance, through the automotive universal drive unit, further universal design of the drive shaft. Through actual market
3、 research and objective observations, a comprehensive understanding of the structure of universal drive shaft to fully understand the universal drive unit works and significance, and its vehicle. In the cars work, is a not missing parts, is a key part. For the study of universal drive shaft, have a
4、high potential for growth, with considerable significance. In fully and instructor to discuss, study, this issue.The design task, analyzed the universal transmission device type, under the title the required raw data requirements, decide to choose the kind of universal drive shaft. In various parts
5、of the associated YTC sizes depending on the requirements for the check, determine the design part of dimensions and parameters, and you selected parts of the material.Key words: Universal joint, Transmission shaft, Strength, Bearing, Check目 录前 言11 东风小型货车原始数据及设计要求22 万向传动轴的结构特点及基本要求33 万向传动轴结构方案的分析53.
6、1 基本组成的选择53.2 万向传动轴的计算载荷64 万向传动的运动和受力分析84.1 单十字万向节传动84.1.1运动分析84.1.2 附加弯曲力偶矩的分析94.2 双十字轴万向节传动115 万向传动轴的选择135.1 传动轴管的选择135.2 伸缩花键的选择136 传动轴的计算与强度校核146.1 传动轴的临界转速146.2 传动轴计算转矩146.3 传动轴长度选择146.4 传动轴管内外径确定146.5 传动轴扭矩强度校核157 十字轴总成尺寸的确定与强度校核177.1 十字轴万向节尺寸的确定与强度校核177.2 传动轴的花键207.3 十字万向节的轴承21结 论248.1 结论248.
7、2 展望24致 谢25参考文献26前 言本文所设计的是微型货车的万向传动装置。万向传动装置在汽车上有很多应用，结构也稍有不同，但其功用都是一样的，即在轴线相交且相互位置经常发生变化的两转轴之间传递动力。与其它的齿轮传动、带传动、链传动机构相比，万向节传动机构有着独特的、其它机构不能代替的优点，当需要将一根轴上的扭矩或传动以较大的轴间夹角传到相距较远、且角度可能变化的另一根轴时，往往只能选择万向节传动机构来实现。其作用在航空航天、机床、机械、尤其是汽车领域非常重要。随着汽车工业100多年的发展历史，万向传动轴的设计形式也得到了很快的发展。目前，常用的万向节大体可以分为四类：十字轴式刚性万向节、准
8、等速万向节、等速万向节、挠性万向节。在东风小型货车中，由于十字轴式刚性万向传动轴具有其不可忽视的优点，所以在此次设计任务中，选用十字轴式刚性万向传动轴。本文介绍了东风小型货车的万向传动装置的结构和工作原理，及相关参数的确定。全文的中心内容共分为七章：第一章为东风小型货车汽车原始数据及设计要求；第二章为万向传动轴的结构特点及基本要求；第三章为万向传动轴结构方案的分析；第四章为万向传动的运动和受力分析；第五章为万向传动轴的选择；第六章为传动轴的计算与强度校核；第七章为十字轴总成尺寸的确定与强度校核。在原始数据确定的前提下，设计所要完成的任务有：查找、收集相关资料，进一步确定万向传动装置的基本尺寸的
9、选取、材料选择、加工精度、热处理方法和传动过程中的接触应力等工作，其中传动过程中零件内部的接触应力最为关键，在此文中着重做到了应力校核这一步。最后的工作是工程制图，实实在在地手工制图，发现了一些知识点的死角，都进行一定程度的纠正，验证了许多以前只有在书本上学的知识点。通过此次课程设计的亲身体验，极大地增长了见识，拓展了视野，提高了亲身动手的能力，对毕业以后参加工作奠定了坚实的基础。1 东风小型货车原始数据及设计要求驱动桥是汽车传动系统中最末端总成。驱动桥的基本功用首先是增扭、降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理地分配给左、右驱动车轮；其次，驱动桥还要承
10、受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。 驱动桥由主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动车轮和桥壳等组成。原始数据： 表1-1 主要参数Tab.1.1 The main parameter额定载荷 （kg）最大总质量（kg） 最高车速 （km/h） 最大扭矩 N m/(r/min)额定功率kw/(r/min)800 1500 120 59/3500 29.4/6000TJ1010微型货车的一些初定基本参数：汽车的总长：3500mm 总宽：1500mm 总高；1800mm货箱的内部尺寸：长2000mm 宽1550mm 高270mm轴距：1900mm轮距：前
11、轮1100mm 后轮1100mm整车整备质量：950kg 前轴510kg（55%） 后轴400kg（45%）最大总质量：前轴680kg（40%） 后轴880kg（60%）设计要求： 设计微型货车的万向传动装置，进行万向传动的运动和受力分析，确定万向传动装置的基本组件的尺寸，进行弯、扭矩的强度校核，画图。2 万向传动轴的结构特点及基本要求万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支撑组成。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。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节由十字轴、十字
12、轴承、凸缘叉及轴向定位件和橡胶密封件等组成。传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。一般来讲42驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。64驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。66驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。其广泛应用在汽车上，如下图 传动轴是由轴管、伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。因此，一组传动轴是
13、配套出厂的，在使用中就应特别注意。其基本结构如下图：图2-1 万向传动装置的工作原理及功用Fig.2.1 The work theory and function of Universal drive shaft图2-2 变速器与驱动桥之间的万向传动装置Fig.2.1 Universal drive shaft of Transmission and Drive bridge基本要求：1.保证所连接的两根轴的夹角及相对位置在一定范围内变动时，能可靠而稳定地传递动力。 2.保证传动尽可能同步，所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内，在使用车速范围
14、内不应产生共振现象。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。 另，万向传动装置有极其广泛的应用，发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴；某些汽车根据总布置要求需将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一端距离，考虑到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以常采用十字轴万向传动轴或挠性万向传动轴；对于转向驱动桥，左、右驱动轮需要随汽车行驶轨迹变化而改变方向，这时多采用等速万向传动轴。如下图图2-3 万向节在汽车上的各种应用Fig.2.3 All kinds
15、 of apply of Cardan in cars3 万向传动轴结构方案的分析3.1 基本组成的选择 通过参考我国微型货车的基本设计参数，选定东风小型货车为前置后驱的布置形式，平头驾驶室。因其用途一般，则轴数根据其特点确定为两轴，驱动形式：42，后轮驱动。此种布置的优点有：1.容易发现发动机的故障，维修方便；离合器、变速器等操作机构简单，容易布置；货厢地板低平；2.汽车总长和轴距尺寸短；最小转弯直径小；机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室是能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。 由于东风小型货车的轴距不算太长，根据初选为1800mm，
