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1、奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南编制：校对：审核：批准：汽车工程研究院1简要说明1.1万向节和传动轴综述1.2万向的类型及适用范围1.3结构图1.4工作原理2设计构想2.1设计原则和开发流程2.2基本的设计参数2.2.1传动轴的布置要点2.2.2关键性能尺寸的确定2.2.3粗糙度和形位公差的确定2.2.4零件号要求2.2.5传动轴的主要结构参数与计算2.3环境条件、材料、热处理及加工要求 3台架试验3.1十字轴式万向节传动轴台架试验3.2等速万向节传动轴台架实验4图纸模式4.1尺寸公差4.2文字说明1、简要说明1.1万向节和传动轴综述汽车上的万向节传动常由万向节和传动轴组成，主要用来在工作过程中
2、相对位置不断改变的两根轴 间传替动力。万向节传动应保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动，能可靠的传替动力；保证所 连接两轴尽可能同步（等速）运转；允许相邻两轴存在一定角度；允许存在一定轴向移动。 1.2万向的类型及适用范围万向节按其在扭转方向上是否由明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为word格式-可编辑-感谢下载支持不等速万向节（常用的十字轴式），准等速万向节（双联式、三销轴式等）和等速万向节（球叉式、球笼 式等）。等速万向节，英文名称Constant Velocity Universal Joint,简称等速节（CVJ）。CVJ的种类如下：r 日J:展叭Joinl
3、 R J :Jointn1 -DoubleOffset Joi nt P 1 Lug mg J o int.LJ kJ U -(Slid) T J :Iri podJointtoo JS1T J的特征差异】-实南丈科凰觀力丈（畚廉发妙剛5 山的环Ta DO J-亓自Friction次春曲塞怦“的&那DO J T J在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与 变速器（或分动器）输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动。在转向驱动桥中，由于驱动轮又 是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这时多采用球叉式和球笼式等速万向节传动。当后驱动 桥为独立悬架
4、结构时，也必须采用万向节传动。万向传动装置除用于汽车的传动系外，还可用于动力输 出装置和转向操纵机构。1.3结构图1.3.1十字轴式刚性万向节，如图所示：图十字轴式刚性万向节1-轴承盖、乩万向节叉皿油字轴注”安全闽扌7-油封川-滚针；卜套简1.3.2球笼式等速万向节，如图所示：ffl 16-36眯宠式举速疗向市J- 4-溝带襁诃-外罩用琨持鑒(眯蹩)川.肋味M-卑聒君內凍道曲-球肚说外落诅卄.卡E1.3.3伸缩型球笼式万向节：1.3.4 般的Drive Shaft 主要构成零件以及机能【构成零件及其机能】I-BJ卿：允評夹角很大的等速的固定翅球J 笼TJ祗Sy：潯速的JOint嚥心可以Slid
5、e的cvjIntermediate shaft：从 TJ Assy 到 BJ Assy 方向传动驱动力。Damper： 减小由于 Intermediate Shaft的弯曲共振产生的振动噪音。Boo t(BJ):满足BJ Ass y夹角较大时的回转，且保持BJ润滑用Grease。Boo t(TJ):满足TJ Assy 回转及Joint中心的Slide，且保持BJ润滑用GreaseBoot Clamp： 把Boot固定在Joint及Shaft上Circular Clip :把 TJ Assy 固 定 在Differen tial狈 91.3.5 Front Drive Shaft 的支撑方法Dr
6、ive Shaft 的支撑方法，在 BJ 侧，Wheel Bearing 以及 Hub 压入到 Knuckle 的 Axle Housing 内，然后将Drive Shaft的侧的Spline插入到Hub中用Nut固定。在DOJ或者TJ侧，将DOJ或 TJ的Spline的前端插入到Differential侧的Gear内，然后用Circular Clip固定。1.4工作原理传统的Universal Joint. Yoke和Yoke之间通过十字形的Joint连接，可以传递不同角度方向上的 回转运动。图示的输入轴=&轴在A平面上作旋转运动。输出轴=匕轴在B平面上作旋转运动。a轴和b 轴在同一条直线上
7、时，a轴和b轴的转速相同。a轴和b轴之间有一定的角度旋转时，a轴从V旋转到W 位置（4 5 ）时，b轴从V旋转到W位置（小于4 5 =移动的距离减小）。a轴和b轴之间有一定的角度旋转时，a轴从W旋转到X位置（4 5 ）时，b轴从W旋转到X位置（大于4 5 =移动的距离增大）。十字轴式刚性万向节：单个十字轴万向节在有夹角时传动具有不等速性；实现两轴间的等角速传动word格式-可编辑-感谢下载支持须满足以下两个条件：第一万向节两轴间夹角Q与第二万向节两轴间夹角a?相等；第一万向节的 从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内。Joint夹角大的FF车的Drive Shaft使用Universal J
8、oint时，回转不圆滑，振动噪音大，操舵 感觉不好。所以 Joint 需要使用 CVJ(Constant Velocity Joint) o CVJ (Birfield Joint、Rzeppa Joint、 Double Offset Joint、Tripod Joint)与Joint夹角没有关系，它位于传动钢球的中心随时发生变化的 输入轴和输出轴的二等分面上，因此，2轴的中心到中心的距离(旋转运动的传动半径)相同，2轴的回 转速度相同。4Bit： ttddt2、设计构想2.1设计原则和开发流程对于转向驱动桥,前轮既是转向轮又是驱动轮，作为转向轮，要求它能在最大转角范围内任意偏转到 某一角度
9、;作为驱动轮，则要求半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从差速器传到车轮。因此转向驱动 桥的半轴不能制成整体而要分段，中间用万向节连接，以适应汽车行驶时半轴各段的交角不断变化的需 要。若采用独立悬架，则在靠近差速器处也需要有万向节;若采用非独立悬架,只需要在转向轮附近装一个 万向节。传动轴设计开发流程见下图：DRIVE SHAFT的设计DRIVE SHAFT LAYOUT研讨基本尺寸国 E/ROOM LAYOUTDRIVE SH凸FT规格研讨设计构想书-Power Plaint出力开发流程设计宴求规格图的做战强度耐久振动噪音试验车辆各部尺寸年辆重量Spec I f I cat I 口n的设定评价
10、方法设计改良确认试骚改良方廉的具体化 改艮效果的确认2.2基本的设计参数2.2.1传动轴的布置要点在结构上，由于悬挂系统的上下运动，使万向节的角度变化，同时从Differential到Wheel的长 度，即传动轴的长度发生变化。r2 r1。为了对应Shaft的长度的变化，、固定式的CVJ的Birfield Joint (BJ)或者 Rzeppa Joint(RJ)等在轴向方向要有可以滑动的 Double Offset Joint (DOJ) 或者Tripod Joint (TJ)。通常FF车，车轮侧使用固定式的Join t, Differen tial侧使用Slide式 的 Joint。Ti七
11、的运动和Drive shaft的伸缩Front TireDrive sh殂ft长：r 2 A rl下面以我公司A15CVT的传动轴布置为例。/*A15+CVT传动轴的布置一、右传动轴长度右传动轴移动节中心坐标为(-49.24,294.54,25.05)。固定节中心坐标固定节至移动节的距离传动轴角度上极限(-2.29,647.99,107.50)365.9714.6、,片 +1、. 满载(-2.29,647.99,29)356.587.07半载(-2.29,647.99,20.32)356.597.13空载(-2.29,647.99,1)357.378.14下极限(-2.29,647.99, -
12、72.5)369.6617.00根据移矩-摆角图，从上表可以定出右传动轴移动节中心到固定节中心长度为360mm。二、左传动轴长度左传动轴移动节中心坐标为（-57.03,-295.85,26.35）固定节中心坐标固定节至移动节的距离传动轴角度上极限(-2.29,-647.99,107.50)365.516.6、,片 +1、. 满载(-2.29,-647.99,29)356.4&9半载(-2.29,-647.99,20.32)356.418.89空载(-2.29,-647.99,1)357.279.8下极限(-2.29,-647.99, -72.5)369.8217.8根据移矩-摆角图，从上表可以
13、定出左传动轴固定节中心到移动节中心长度为360mm。*/2.2.2关键性能尺寸的确定传动轴中心距由传动轴总布置确定。确定方法见传动轴布置要点。固定节、移动节的装配尺寸根据 接口（轮毂、半轴齿轮等）尺寸、结构确定，主要结构参数参见2.2.5传动轴的主要结构与计算。2.2.3粗糙度和形位公差的确定移动节轴颈与变速箱油封配合处，为保证油封的密封效果，轴颈处粗糙度一般选0.8或0.63。移 动节、固定节轴承配合端面垂直度取 0.05。形状和位置公差 GB/T1182-ISO1302。 表面粗糙度符号按 GB/T131-IS01302。形状和位置的未注公差按GB/T1184-k,线性尺寸的未注公差按GB
14、/T1804-m,角度的未 注公差按GB/T11335-m。2.2.4零件号要求传动轴组号为22。前传动轴分组号2201。中间传动轴分组号2202。后传动轴组号2203。2.2.5传动轴的主要结构参数与计算a）关于CVJ的主要尺寸 表示CVJ强度区分的Size表示法和Layout设计时重要的CVJ尺寸（下 图：D1D3 L1L3），根据各个Vendor不同而不同。在研究Drive shaft的强度及Layout实施前，首 先要与委托生产Drive shaft的Vendor联系，确认Drive shaft的允许强度及主要尺寸。（下图：D1 D3, L1L3）这对提高设计效率非常重要。理由如下：扭
15、转强度及耐久寿命由各Vendor的CVJ的具体设计规格决定。各Vendor把Drive shaft的主要尺寸都标准化（下图：D1D3, L1L3），这样可以达到缩短Driveshaft的开发期间及降低成本。T J - A S S Yb）CV J的静扭转强度根据从Vendor得到的各Size的允许强度和下表计算得出的CVJ的输入扭矩，选定CVJ的SIZE. 另外也要考虑2-1-3项中的CVJ的耐久寿命。(CIJ Ancle =0 D&e-)(CTJ Ancle =40 Dec.)M/TScec.蕊期=Tci*蘆Tq=突枕起动时输人规鉅的体谢 產职T“ Tce中靈禹一卒ToUU* 11十 * 囲叭*EC-xJ
