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1、 诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 载重汽车传动轴结构分析与设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 112011320 学生： 指导教师（含职称）： （高工） 1设计的主要任务及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握汽车传动轴主要用途和工作原理。应用所学相关基础知识和专业知识，分析汽车传动轴结构、载荷，对主要受力件强度进行计算分析。应用三维软件或二维绘图软件完成装配和重要零件结构设计，并编写毕业设计论文。2设计的基本要求和内容1）
2、掌握汽车传动轴的结构及工作原理。绘制结构简图和原理简图；2）对汽车传动轴关键零件进行计算分析；3）绘制汽车传动轴的总成图；4）绘制汽车传动轴1-2个零件图；5）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等。3主要参考文献1 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，2004.2于志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2005.3刘维信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2003.4进度安排序号设计各阶段名称起 止 日 期1调研、查阅参考文献，收集资料，理解课题目标，确定设计思路，完成开题报告2014.12.01至2014.12.222毕业设计开题报告检查，毕业设计开
3、题辅导至2015.01.103结构原理分析计算，设计毕业，准备中期检查至2015.04.204完成毕业设计论文编写，准备中期检查至2015.05.205设计、计算及图纸完善，论文整理，准备答辩至2015.06.05审核人： 年 月 日载重汽车传动轴结构分析与设计摘要：此设计论文在系统的介绍汽车传动轴的组成机构及其运作方式的基础之上，对载重汽车传动轴的机械部分主要零件进行具体的结构分析，其中包括万向节，滑动花键，中间支撑，轴管，从而深度理解并掌握载重汽车传动轴的结构原理及运作方法。在了解这些的基础之上，通过所学的知识及其收集的资料，对主要分析与设计的载重汽车传动轴机械部分进行具体的分析与计算校核
4、，其中包括传动轴计算校核，花键计算校核，支撑螺栓计算校核以及万向节的计算校核。此外还对万向传动装置进行了基本的了解和介绍。关键词： 传动轴,万向节The Analyses And Design About Transmission Shaft Structure In The TruckAbstract: The essay is based on a systemic introduction about composing mechanisms and operation in truck drive shaft, we had a specific structural analyses
5、 of major parts in mechanical part in transmission shaft of the truck, including cardan joint, slide spline, intermediate support and axle tube, so that we can understand and master the structure principle , operating method on a higher level. We analyzed and designed mechanical part in transmission
6、 shaft in detail by the knowledge learned and information collected on the base of these knowledge, such as transmission shafthe multiple keys, pillar bolt and cardan joint. We had a primary acquaintance and introduction about universal driving device as well.Keywords：drive shaft ,universal joint目 录
7、1 绪论11.1 概述11.2 汽车传动轴的背景、发展及现状11.3 汽车传动轴的功能及用途21.4 汽车传动轴组成部分21.5 汽车传动轴机械部分特征和设计要求31.6 万向节整体结构31.6.1 万向节的分类31.6.2 万向节的传动特点41.6.3 万向节的选择42 万向传动装置52.1 万向传动装置结构52.2 万向传动装置的应用52.3 万向传动装置的故障及诊断63 载重汽车传动轴93.1 载重汽车传动轴管作用及设计93.2 载重汽车传动轴花键93.3 传动轴中间支撑103.4 传动轴的动平衡114 载重汽车传动轴结构分析与校核134.1 载重汽车传动轴的计算及强度校核134.2 载
8、重汽车额定载荷的确定144.3 载重汽车传动轴当量夹角的分析154.4 载重汽车传动轴的校核计算154.4.1 载重汽车传动轴结构分析154.4.2 传动轴材料的选择164.4.3 十字轴万向节的计算校核174.4.4 花键的设计计算194.4.5 载重汽车传动轴连接螺栓的计算194.4.6 载重汽车传动轴许用不平衡量的计算204.4.7 传动轴中间支撑的分析21总结及感悟22参考文献24致谢25 26太原工业学院毕业设计1 绪论1.1 概述伴随着全世界范围内经济水平的高速稳定发展，中国作为公认的世界工厂，每天都会被要求向很多的国内外地区提供他们所需要的各种产品。这种情况在很大程度上使长途重型
9、载重汽车市场获得了快速发展。但是载重汽车油耗量较大，排放污染气体量也较多，所以在石油价格居高不下，环境问题越来越受到人们广泛关注的今天，载重汽车的发展面临一个重要的挑战。如何能够在满足市场需求的情况下，提高燃料的利用效率，减少有害气体对环境的影响，就成为了载重汽车设计过程中必须要正视的问题。此论文在系统的介绍汽车传动轴的机构以及其运作方式的基础之上，对载重汽车传动轴的机械部分进行具体的分析，掌握载重汽车传动轴的运作方式和方法，在此基础之上，通过所学的知识及其收集的资料，自主对汽车传动轴机械部分进行分析与计算校核。本设计选取数据为：五十铃货车庆铃N系列 2009款 NKR77LLLWCJA 60
10、0P(发动机的输出扭矩：318.5N.m ；最大功率转速：2000r/min；轴距：3360mm； 变速器传动比：一档：6.378；主减速器传动比：4.7；分动箱低档速比：1.536； 轮距：前轮：1504mm；后轮：1425mm；载重量：5.0t；轮胎规格：7.50-15）。 1.2 汽车传动轴的背景、发展及现状 汽车传动轴作为汽车的一个重要部件，大多情况下工作环境都比较恶劣，因此对于传动轴的性能有着严格的要求。实际生活中对传动轴材料性能有着较高的要求，传统的汽车传动轴是单纯的金属件。包括传动轴体（一根或者多根）、万向节（两个或者多个）、滑动花键副、中间支承结构。而金属传动轴在使用中需要很好
11、的润滑环境，因此应该有规律地给其加注润滑油，但是加润滑油的工作不仅脏而且很繁琐，无形之中给司机增加了许多负担。此外金属传动轴在使用过程中较容易发生磨损，进而导致传动轴传动产生噪音以及发动机产生能量的流失、使其可使用时间大幅度减小。为了改善传动轴存在磨损，润滑不便等劣处，1997年美国最先进行了传动轴涂覆层的研究，并且成功申请专利，此种方法对传动轴的性能及其应用有了一定程度上的改进。而最早使用碳纤维复合材料为原料的公司是美国摩里逊尔公司生产的碳纤维复合材料传动轴。复合材料传动轴的问世，在传动轴发展历史中掀起了一个高潮。国内对复合材料传动轴的研究在近年也有了一定的发展，科学家在美国专利的基础上进行
12、改进，改善了其采用磨砂处理金属零件不均匀的缺点，并且粘结剂的使用在结合程度上也有所改善。1.3 汽车传动轴的功能及用途传动轴的功能主要是将发动机产生的动力以及旋转输送到汽车驱动轮以驱动汽车行驶，并且汽车传动轴能够满足在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断发生变化的两轴间传递动力的需要。汽车传动轴的作用需要万向节的配合才能发挥出来，它们主要用于传递扭力，使汽车在运行中不受后驱动桥上下运动的限制。它们一般情况下布置在变速器与后轮驱动桥之间。对于车型以及传动方式不同的汽车上，所使用的传动轴以及万向节数目是不一样的，大多数中型载重车都存在两根传动轴、三套万向节和一套伸缩节。1.4 汽车传动轴组
13、成部分整体来说汽车传动轴由轴管，伸缩套以及万向节组成。伸缩套的作用是自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节用来保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并且能够实现两轴的等角速传动。由于汽车的重量，作用有所区别，因此不同汽车传动轴在具体组成和结构上有一定的不同。图1.1 汽车传动轴整体结构1.5 汽车传动轴机械部分特征和设计要求1.保证所连接的输出轴与输入轴之间的相对位置在一定范围内发生变化时，能均匀并且高效率地传递动力。2.保证所连接输出轴、输入轴在最大程度上实现等速运转。3.应保证由于万向节所夹角度发生变化进而导致的额外载荷、震抖和噪音控制在允许范围内。 4.另外应满足传动效率
14、较高，使用寿命较长，结构简单，制造方便，造价便宜，维修较容易等要求。 图1.2 汽车传动轴部分结构1.6 万向节整体结构1.6.1 万向节的分类万向节的分类方式有很多，现实生活中最常用的是按照万向节的扭转方向是不是具有较明显的弹性，将万向节分为刚性万向节和挠性万向节。其中刚性万向节是以零件的铰链式连接达到传递动力的目的，挠性万向节是靠弹性零件传递来动力的，存在较明显的缓解冲力减小震动的作用。在现实生活中，人们使用较多的还是刚性万向节，而刚性万向节又可分为不等速万向节（如十字轴式）、准等速万向节（如双联式、凸块式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。下面针对各种万向节做一个笼统的介绍
15、：不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动的万向节。准等速万向节是指在设计角度下工作时以等于1的瞬时角速度比传递运动，而在其它角度下工作时瞬时角速度比近似等于1的万向节。等速万向节是指输出轴和输入轴一直以等于1的瞬时角速度比传递运动的万向节。 不等速万向节中最为典型的是十字轴万向节，其主要包括主从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等部分。十字轴万向节结构组成简洁，具有很高的硬度，使用时间较长，传动效率较高等优点。但所连接的两轴之间的角度应该较小。1.6.2 万向节的传动特点在发动机位于汽车前部而采用后轮进行驱动的汽车上，由于在行驶
