编号：传动轴设计计算书编制： 日期：校对： 日期：审核： 日期：批准： 日期：一． 计算目的我们初步选定了传动轴，轴径选取 Φ 27（详见《传动轴设计方案书》 ） ，动力端选用球面传动轴设计计算报告第 2 页 共 6 页滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节左、右前轮分别由 1 根等速万向节传动轴驱动通过计算，校核选型是否合适二． 计算方法本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计， 而是半轴传动设计而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高， 因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢， 如 40Cr、 42CrMo、 40MnB,其扭转屈服极限可达到 784 N/mm2 左右，轴端花键挤压应力可达到 196 N/mm2传动轴校核计算流程：1.1 轴管直径的校核校核：传动轴校核计算临 界 转 速ne 计算传动轴最大转速 nmax计算扭 转 应 力计算花键齿侧挤压应力校核挤压应力 计算判定条件判定条件ne/n max≥ 1.2 — 2.0判定条件][轴管直径选择合 格传动轴设计计算报告第 3 页 共 6 页两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速22281.2x10ne ldD (r/min) 式中 L 传动轴长，取两万向节之中心距： mm D 为传动轴轴管外直径： mm d 为传动轴轴管内直径： mm 各参数取值如下： D＝ φ 27mm， d＝ 0mm 取安全系数 K=ne/n max，其中 nmax为最高车速时的传动轴转速，取安全系数 K＝ ne/n max=1.2～ 2.0 。
实际上传动轴的最大转速 nmax＝ nc/ （ i g× i 0） ， r/min 其中： nc－发动机的额定最大转速， r/min ；i g－变速器传动比；i 0－主减速器传动比1.2 轴管的扭转应力的校核校核扭转应力：＝ ][1644 dDDT J （ N/mm2）][ ……许用应力，取 ][ ＝ 539N/mm2[ 高合金钢（ 40Cr、 40MnB等） 、中频淬火抗拉应力≥ 980 N/mm2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的 0.5 ～ 0.6 ，取该系数为 0.55 ，由此可取扭转应力为 539 N/mm2，参考 GB 3077-88] 式中：Tj ……传动系计算转矩， N· mm， 2/kiiTT dg0g1xemaj N· m Temax－发动机最大转矩 N· mm；i g1－变速器一档传动比或倒档传动比；i g0－主减速器传动比kd－动载系数η - 传动效率传动轴设计计算报告第 4 页 共 6 页1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核传动轴花键齿侧挤压应力的校核][)2)(4( 2121jjZLDDDDT （ N/mm2）式中： Tj －计算转矩， N· mm；D 1,D2－花键的外径和内径， mm；Z………花键齿数L ………花键有效长度][ j ……许用挤压应力，花键取 ][ j =192 N/mm 2。
（详见《汽车设计》 390 页）1.4 参 考 资 料1. 张洪欣 . 汽车设计（第二版） . 北京：机械工业出版社， 1989 2. 刘惟信 . 汽车设计 . 北京：清华大学出版社， 2002 3. 汽车工程手册编写组编 . 汽车工程手册（设计篇） . 北京：机械工业出版社， 2001 4. 汽车设计标准资料手册（金属篇） .出版社：中国汽车技术研究中心三． 计算过程传动轴花键参数 : 固定节外花键参数齿形 渐开线模数 1 压力角 45o齿数 25 节径 Φ 25 大径 Φ 26025.0小径 Φ 24max 量棒直径 Φ 2 量棒跨距 28.368023.0061.0花键长 46 传动轴设计计算报告第 5 页 共 6 页变速器参数：变速器型 号 F5M42－ Z－ F6NA 型 式 五挡手动变速箱，机械式拉索操纵各挡速比一挡 3.917 二挡 1.95 三挡 1.3 四挡 0.941 五挡 0.75 倒挡 3.462 差速器型式 双曲面锥齿轮主减速比 4.563 1.1 轴管直径的校核根据所传动最大转矩、 最高转速和传动轴长度， 按有关标准选取轴管外直径及壁厚根据同型样车取 D＝ φ 27mm， d＝ 0mm 校核：两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速22281.2x10ne ldD(r/min) 式中 L 传动轴长，取两万向节之中心距： mm 各参数取值如下： D＝ φ 27mm， d＝ 0mm 其中左传动轴长 L＝ 438.2mm， 右传动轴长 L＝ 737.8mm， 取其中较长的一个 L＝ 737.8mm。
代入得： ne=5952r/min 取安全系数 K=ne/n max，其中 nmax为最高车速时的传动轴转速，取安全系数 K=ne/n max=1.2 ～ 2.0 实际上传动轴的最大转速 nmax＝ nc/ （ i g× i 0） ， r/min 其中： nc－发动机的额定最大转速， r/min ；i g－变速器传动比；i 0－主减速器传动比传动轴设计计算报告第 6 页 共 6 页各参数取值如下： nc＝ 5500 r/min 由上表参数得：nmax＝ 5500/ （ i 0× i 5）＝ 5500/ （ 4.563 × 0.75 ）＝ 1607 r/min 代入数值后 K＝ 5952/1607=3.7>2.0 由此 φ 27mm轴可满足要求1.2 轴管的扭转应力的校核校核扭转应力：＝ ][16 44dDDT J （ N/mm2）][ ……许用应力，取 ][ ＝ 539N/mm2[ 高合金钢（ 40Cr、 40MnB等） 、中频淬火抗拉应力≥ 980 N/mm2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的 0.5 ～ 0.6 ，取该系数为 0.55 ，由此可取扭转应力为 539 N/mm2，参考 GB 3077-88] Tj ……传动系计算转矩， N· mm， 2/kiiTT dg0g1xemaj N· m Temax－发动机最大转矩 N· mm；i g1－变速器一档传动比或倒档传动比；i g0－主减速器传动比kd－动载系数η - 传动效率各参数取值如下：Temax＝ 193 N· m i g1＝ 3.462 i g0＝ 4.563 kd＝ 1 η =85％按试验数据最大转矩 Tj =193× 3.462 × 4.563 × 1× 0.85/2 ＝ 1296 N· m =335 N/mm2传动轴设计计算报告第 7 页 共 6 页取安全系数 1.5 得 ' ＝ 503N/mm2' 539 N/mm2 由此 φ 27mm轴可满足要求1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核传动轴花键齿侧挤压应力的校核][)2)(4( 2121jjZLDDDDT （ N/mm2）式中： Tj －计算转矩， N· mm；D 1,D2－花键的外径和内径， mm；Z………花键齿数L ………花键有效长度][ j ……许用挤压应力，花键取 ][ j =192 N/mm2。
（详见《汽车设计》 390 页）变速器端花键轴 D1＝ φ 28mm， D2=φ 26mm 变速器端花键轴 Z＝ 27， L＝ 27.1 mm 校核：代入得车轮端花键轴 ＝ 131.1 N/mm2<192 N/mm2 车轮器端花键轴 D1＝ φ 26mm， D2=φ 24mm 车轮器端花键轴 Z＝ 25， L＝ 46 mm 校核：代入得车轮端花键轴 ＝ 90.1 N/mm2<192 N/mm2经校核传动轴管可达到预期目的四． 结论由上计算比较，选用 Ф 27 传动轴方案，可以满足本车动力匹配要求。