萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)

1、第四章萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)第四章 萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 第三節(jié) 萬向傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 第四節(jié) 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 第五節(jié) 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 第六節(jié) 中間支承結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)萬向傳動(dòng)系統(tǒng)第一節(jié) 概述 萬向傳動(dòng)軸一般是由萬向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。主要用于在工作過程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用有：變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間多軸驅(qū)動(dòng)的汽車的分動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)橋之間或驅(qū)動(dòng)橋與驅(qū)動(dòng)橋之間 發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間（由于車架的變形造成軸線間相互位置變化的兩傳動(dòng)部件）采用獨(dú)立懸架的汽車差速器之間轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)車橋的差速器與車輪之間汽車的動(dòng)力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中萬向傳

2、動(dòng)裝置在汽車上的應(yīng)用：第一節(jié) 概述 萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求： 保證所連接的兩根軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。 保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易等。 變速器或分動(dòng)器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸之間普遍采用十字軸萬向傳動(dòng)軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，多采用等速萬向傳動(dòng)軸。當(dāng)后驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楠?dú)立的彈性，采用萬向傳動(dòng)軸。 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)第二節(jié) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 第二節(jié) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)可分為不等速萬向節(jié)（如十字軸式）、準(zhǔn)等速萬向節(jié)（如雙聯(lián)式、凸

3、塊式、三銷軸式等）和等速萬向節(jié)（如球叉式、球籠式等）見。不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于1的萬向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。 撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。萬向節(jié)動(dòng)畫演示一、結(jié)構(gòu)方案分析第二節(jié) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 一、結(jié)構(gòu)方案分析第二節(jié) 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 一、十字軸萬向節(jié) 典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密

4、封件等組成 見圖。 十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由4增至16時(shí)，十字軸萬向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的1/4。 目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式(圖4-l a、b)、卡環(huán)式(圖4-lc、d)、固定式(圖4-le)和塑料環(huán)定位式(圖4-lf)等。1.蓋板式（普通蓋板、彈性蓋板）2.卡環(huán)式（外卡、內(nèi)卡）3.瓦蓋固定式（類似于軸瓦）4.塑料環(huán)固定式一、十字軸萬向節(jié)滾針軸承的軸向定位方式3、滾針軸承的潤(rùn)滑密封方式1. 毛氈油封2. 雙刃口油封3. 多刃口油封二、準(zhǔn)等速萬向節(jié) Near Constant Velocity Uni

5、versal Joint 1. 雙聯(lián)式萬向節(jié)是由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)組合而成。為了保證兩萬向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。 雙聯(lián)式萬向節(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)是允許兩軸間的夾角較大（一般可達(dá)50，偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá)60），軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。2. 凸塊式萬向節(jié)：凸塊式萬向節(jié)：它主要由兩個(gè)萬向節(jié)叉它主要由兩個(gè)萬向節(jié)叉l和和4以及兩個(gè)特殊以及兩個(gè)特殊形狀的凸塊形狀的凸塊2和和3組成。組成。 優(yōu)點(diǎn)：可以暴露在外，不需外加球殼和密封裝置； 允許連接的兩軸夾角較

6、大，可達(dá)45；缺點(diǎn)：尺寸大、零件形狀復(fù)雜、受附加婉拒和軸向力（需裝軸向推力軸承）3. 三銷軸式萬向節(jié)：三銷軸式萬向節(jié)：是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來。它主要由是由雙聯(lián)式萬向節(jié)演變而來。它主要由兩個(gè)偏心軸叉、兩個(gè)三銷軸和六個(gè)滾針軸承組成。兩個(gè)偏心軸叉、兩個(gè)三銷軸和六個(gè)滾針軸承組成。 3. 三銷軸式萬向節(jié)三銷軸式萬向節(jié) 三銷軸式萬向節(jié)的最大特點(diǎn)是允許三銷軸式萬向節(jié)的最大特點(diǎn)是允許相鄰兩軸有較大的交相鄰兩軸有較大的交角角，最大可達(dá)，最大可達(dá)45450 0。 三個(gè)球面滾輪的軸線始終位于或近似位于萬向節(jié)兩軸夾角的等分面上。工作夾角可達(dá)43。4. 球面滾輪式萬向節(jié)：應(yīng)用廣泛。 5. 準(zhǔn)等速萬向節(jié)小結(jié) 1.雙聯(lián)式

7、 (越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋）2.凸塊式（中重型汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋）3.三銷軸式（中重型越野車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋）4球面滾輪式萬向節(jié) 凸塊式和三銷式都是由雙聯(lián)式演變而來。 十字軸可認(rèn)為是四銷軸，三銷軸實(shí)際上 是將十字軸中的一個(gè)軸去掉后的結(jié)構(gòu)。三、等速萬向節(jié) 1球叉式萬向節(jié) 球叉式萬向節(jié)按其鋼球滾道形狀不同可分為圓弧槽和直槽兩種形式。 圓弧槽滾道型的球叉式萬向節(jié)（圖4-1a）由兩個(gè)萬向節(jié)叉、四個(gè)傳力鋼球和一個(gè)定心鋼球組成。兩球叉上的圓弧槽中心線是以O(shè)1和O2為圓心而半徑相等的圓，O1和O2到萬向節(jié)中心O的距離相等。當(dāng)萬向節(jié)兩軸繞定心鋼球中心O轉(zhuǎn)動(dòng)任何角度時(shí)，傳力鋼球中心始終在滾道中心兩圓的交點(diǎn)上，從而保證輸出軸與輸

8、入軸等速轉(zhuǎn)動(dòng)。 球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可以在夾角不大于3233的條件下正常工作。圖4-1 球叉式萬向節(jié)a)圓弧槽滾道型 b)直槽滾道型 直槽滾道型球叉式萬向節(jié)（圖直槽滾道型球叉式萬向節(jié)（圖4-1b），），兩個(gè)球叉上的兩個(gè)球叉上的直槽與軸直槽與軸的中心線傾斜相同的角度的中心線傾斜相同的角度，彼此對(duì)，彼此對(duì)稱。在兩球叉間的槽中裝有四個(gè)鋼稱。在兩球叉間的槽中裝有四個(gè)鋼球。由于球。由于兩球叉中的槽所處的位置兩球叉中的槽所處的位置是對(duì)稱的，這便保證了四個(gè)鋼球的是對(duì)稱的，這便保證了四個(gè)鋼球的中心處于兩軸夾角的平分面上中心處于兩軸夾角的平分面上。這。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的種萬向節(jié)加工比較容易，允許

9、的軸軸間夾角不超過間夾角不超過20，在兩叉間允許在兩叉間允許有一定量的軸間滑動(dòng)。有一定量的軸間滑動(dòng)。 2球籠式萬向節(jié) 球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。Rzeppa 型球籠式萬向節(jié)（圖4-2）是帶分度桿的，六個(gè)傳力鋼球2由球籠4保持在同一平面內(nèi)。當(dāng)萬向節(jié)兩軸之間的夾角變化時(shí)，靠比例合適的分度桿6撥動(dòng)導(dǎo)向盤5，并帶動(dòng)球籠4使六個(gè)鋼球2處于軸間夾角的平分面上。 經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)軸間夾角較小時(shí)，分度桿是必要的；當(dāng)軸間夾角大于11時(shí)，僅靠球形殼和星形套上的子午滾道的交叉也可將鋼球定在正確位置。這種等速萬向節(jié)可在兩軸之間的夾角達(dá)到3537的情況下工作。 圖4-2 Rzeppaz型球籠式萬向節(jié)1球形

10、殼 2鋼球 3星形套 4球籠 5導(dǎo)向盤 6分度桿 Birfield型球籠式萬向節(jié) Birfield型球籠式萬向節(jié)（圖4-3）取消了分度桿，球形殼和星形套的滾道做得不同心，使其圓心對(duì)稱地偏離萬向節(jié)中心。這樣，即使軸間夾角為0，靠?jī)?nèi)、外子午滾道的交叉也能將鋼球定在正確位置。當(dāng)軸間夾角為0時(shí)，內(nèi)、外滾道的橫斷面為橢圓形，接觸點(diǎn)和球心的連線與過球心的徑向線成45角，橢圓在接觸點(diǎn)處的曲率半徑選為鋼球半徑的1.031.05倍。當(dāng)受載時(shí)，鋼球與滾道的接觸點(diǎn)實(shí)際上為橢圓形接觸區(qū)。這種萬向節(jié)允許的工作角可達(dá)42。由于傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)鋼球均同時(shí)參加工作，其承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，應(yīng)用較為

11、廣泛。但是滾道的制造精度高，成本較高。圖4-3 Birfield型球籠式萬向節(jié) 伸縮型球籠式萬向節(jié) 伸縮型球籠式萬向節(jié)（圖4-4）結(jié)構(gòu)與一般球籠式相近，僅僅外滾道為直槽。在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，星形套與筒形殼可以沿軸向相對(duì)移動(dòng)，故可省去其它萬向傳動(dòng)裝置的滑動(dòng)花鍵。這不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且由于軸向相對(duì)移動(dòng)是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，所以與滑動(dòng)花鍵相比，其滾動(dòng)阻力小，傳動(dòng)效率高。這種萬向節(jié)允許的工作最大夾角為20。 圖4-4伸縮型球籠式萬向節(jié) Rzeppa型球籠式萬向節(jié)主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，目前應(yīng)用較少。Birfield型球籠式萬向節(jié)和伸縮型球籠式萬向節(jié)被廣泛地應(yīng)用在具有獨(dú)型球籠式萬向節(jié)和伸縮型球籠式萬

12、向節(jié)被廣泛地應(yīng)用在具有獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，在靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)采用立懸架的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，在靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)采用Birfield型萬向節(jié)，靠型萬向節(jié)，靠近差速器一側(cè)則采用伸縮型球籠式萬向節(jié)。伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)近差速器一側(cè)則采用伸縮型球籠式萬向節(jié)。伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)用到斷開式驅(qū)動(dòng)橋中。用到斷開式驅(qū)動(dòng)橋中。 四、撓性萬向節(jié) Flexible Universal Jointv組成： 橡膠件 主、被動(dòng)軸v彈性變形： 35度的小角度和微軸向位移v吸振、無需潤(rùn)滑1螺絲 2橡膠 3中心鋼球 4黃油嘴 5傳動(dòng)凸緣 6球座 （等速萬向接頭原理） 四、撓性萬向節(jié) Flexible Universal Jo

13、int第三節(jié) 萬向傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 當(dāng)十字軸萬向節(jié)的主動(dòng)軸與從動(dòng)軸存在一定夾角時(shí)， 主動(dòng)軸的角速度 與從動(dòng)軸的角速度 之間存在如下的關(guān)系 （4-1） 由于cos 是周期為2 的周期函數(shù)，所以 也為同周期的周期函數(shù)。當(dāng) 為0、 時(shí)， 達(dá)最大值 且為 ；當(dāng) 為 /2、3 /2時(shí)， 有最小值 且為 。因此，當(dāng)主動(dòng)軸以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)軸時(shí)快時(shí)慢，此即為普通十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性。 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性可用轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)k來表示 12212cossin-1cos12112/12max2cos/112min2cos1tansin1min2max2k（4-2）如不計(jì)

14、萬向節(jié)的摩擦損失，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩如不計(jì)萬向節(jié)的摩擦損失，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩T1和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩T2與各自相應(yīng)的與各自相應(yīng)的角速度有關(guān)系式角速度有關(guān)系式2211TT（功率相等），這樣有 11222coscossin1TT（4-3）顯然，當(dāng)顯然，當(dāng)12/最小時(shí)，從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為最大cos/1max2TT；當(dāng)12/最大時(shí)，從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為最小cos1min2TT。T1與一定時(shí)，T2在其最大值與最小值之間每一轉(zhuǎn)變化兩次。 圖表示兩軸轉(zhuǎn)角差 隨主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角 的變化關(guān)系。必須注意的是，所謂的“傳動(dòng)的不等速性”，是指從動(dòng)軸在一周中角速度不均而言。而主、從動(dòng)軸的平均轉(zhuǎn)速是相等的，即主動(dòng)軸轉(zhuǎn)過一周從動(dòng)軸也轉(zhuǎn)過一周。2

15、1121單萬向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性，將使從動(dòng)軸及與其相連的傳動(dòng)部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，從而產(chǎn)生附加的交變載荷，影響部件壽命。兩軸交角 越大，轉(zhuǎn)角差越大，即萬向節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的不等速性越嚴(yán)重。 一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，單個(gè)十十字軸式剛性萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，單個(gè)十字軸式剛性萬向節(jié)在輸入軸和輸出軸字軸式剛性萬向節(jié)在輸入軸和輸出軸之間有夾角的情之間有夾角的情況下，其兩軸的角速度是不相等的況下，其兩軸的角速度是不相等的。 主動(dòng)叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動(dòng)主動(dòng)叉在垂直位置，并且十字軸平面與主動(dòng)軸垂直的情況軸垂直的情況 一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 當(dāng)萬向節(jié)傳動(dòng)時(shí)，

16、十字軸是繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的，其上a、b兩點(diǎn)于十字軸平面內(nèi)的線速度在數(shù)值上應(yīng)相等，即vb=va。因此，vbva。由此可知，當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到這位置時(shí)，從從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速大于主動(dòng)軸的動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速大于主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。 主動(dòng)叉在水平位置，并且十字軸平面與從動(dòng)軸垂主動(dòng)叉在水平位置，并且十字軸平面與從動(dòng)軸垂直時(shí)的情況直時(shí)的情況 。當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從。當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速小于主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。動(dòng)軸轉(zhuǎn)速小于主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。 此時(shí)主動(dòng)叉與十字軸連接點(diǎn)a的線速度va在平行于從動(dòng)叉的平面內(nèi)，并且垂直于主動(dòng)軸。 va va，而va=vb。因此，va vb，即當(dāng)主、從動(dòng)叉轉(zhuǎn)到所述位置時(shí)，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速小于從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速

17、小于主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。 一、單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) 十字軸萬向節(jié)的附加彎矩分析1222coscossin1TTcos1max2TTcos1min2TT l = 0 和 T2= Tl sinal =/2和3/2 Tl= Tl tana附加彎矩使主、從動(dòng)叉軸支承承受周期性變化的徑向載荷:從動(dòng)叉徑向載荷：F2jT2/L2 = Tl sina/ L2 從動(dòng)軸支撐和和萬向節(jié)：F2cT1/L2cosa = Tl tana/ L2 cosa為限制附加彎矩，應(yīng)避免兩軸間的夾角過大。二、雙十字軸萬向節(jié)傳動(dòng) v組成：兩個(gè)十字軸、一根傳動(dòng)軸v第一萬向節(jié)主動(dòng)叉由初始位置轉(zhuǎn)過 1，第一萬向節(jié)從動(dòng)叉即傳動(dòng)軸或第二萬向節(jié)主

18、動(dòng)叉轉(zhuǎn)過2；v第二萬向節(jié)被動(dòng)叉即驅(qū)動(dòng)橋輸入軸轉(zhuǎn)過4： tg 1=tg 2cos1 tg 4=tg 2cos 2v若1 2，則4 1雙十字軸式萬向節(jié)等速傳動(dòng)條件：1）傳動(dòng)軸兩端萬向節(jié)叉處于同一平面內(nèi)；2）第一萬向節(jié)兩軸間夾角1與第二萬向節(jié)兩軸間夾角2相等。附加彎矩對(duì)傳動(dòng)軸的作用cos1max2TTcos1min2TT附加彎矩的畫法：附加彎矩的畫法：1）平行于主動(dòng)軸畫出）平行于主動(dòng)軸畫出主動(dòng)軸傳遞的主動(dòng)軸傳遞的T1；2）平行于被動(dòng)軸接著）平行于被動(dòng)軸接著T的尾部畫出被動(dòng)軸的尾部畫出被動(dòng)軸的阻力轉(zhuǎn)矩的阻力轉(zhuǎn)矩T2；3）根據(jù)主被動(dòng)叉的位）根據(jù)主被動(dòng)叉的位置，判斷出附加彎置，判斷出附加彎矩的方向和大??；

19、矩的方向和大小；4）形成封閉的矢量三）形成封閉的矢量三角形。角形。附加彎矩對(duì)傳動(dòng)軸的作用cos1max2TTcos1min2TT 三、準(zhǔn)等速萬向節(jié)傳動(dòng)擺動(dòng)中心間的距離保持不變，AB A B =a+b根據(jù)正弦定理實(shí)現(xiàn)等角速傳動(dòng)，應(yīng)使1 2 ,即 對(duì)于結(jié)構(gòu)已確定的雙聯(lián)式萬向節(jié)，a和b值是確定的值，則1, 2只在某一轉(zhuǎn)角下才能相等，因此雙聯(lián)式萬向節(jié)在不同轉(zhuǎn)角下只能實(shí)現(xiàn)近似等角速傳動(dòng)。四、等速萬向節(jié)傳動(dòng)球籠式萬向節(jié)等速原理外滾道中心點(diǎn)A與內(nèi)滾道中心點(diǎn)B分別位于萬向節(jié)中心O的兩邊，且與O等距。AC=BC,AO=BO,CO=CO 當(dāng)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸處于任意夾角時(shí)，C點(diǎn)都處于主動(dòng)軸與被動(dòng)軸夾角的平分線上。球叉

20、式萬向節(jié)等速原理第四節(jié) 萬向節(jié)設(shè)計(jì)nikiTkTfedse1max1niikiTkTofedse21max2mmorssiirmGT221mmrssirmGT2112niirFTmmortsf1nirFTmmrtsf22按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來確定按驅(qū)動(dòng)輪打滑來確定按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動(dòng)比來確定 用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中 用于變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間 位 置計(jì)算方法一、萬向傳動(dòng)的計(jì)算載荷T1 萬向傳動(dòng)軸因布置位置不同，計(jì)算載荷是不同的有三種計(jì)算方法： 靜強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算載荷 T1 取 Tsel 和 Tssl 的最小值或取Tse2和 Tss2 的最小值，即 T1 =minTsel，Tssl或 T1 = minT

21、se2，Tss2 ；疲勞壽命計(jì)算，計(jì)算載荷 T1 取Tsfl或Tsf2。車 型高擋傳動(dòng)比ifg與低擋傳動(dòng)比ifd的關(guān)系ifn4 X 4ifg ifd/2ifg1ifg ifd/3ifg2ifg/2 ifd/3ifd3驅(qū)動(dòng)橋數(shù)n 與 分動(dòng)器傳動(dòng)比if 選取 )195. 0161001maxeaTgm（16195. 0maxeaTgm16195. 0maxeaTgm 性能系數(shù)fj的選取0動(dòng)載系數(shù)kd與傳動(dòng)形式及性能系數(shù)有關(guān) fj = 二、十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì) 1. 保證十字軸軸頸處有足夠的彎曲強(qiáng)度： cos2rTFs WswddFd)(3242411 設(shè)各滾針對(duì)十字軸軸頸作用力的合力為F 2.十字軸

22、軸頸根部的彎曲、剪切應(yīng)力應(yīng)滿足： )(42221ddF =250350MPa= 80120MPa3.應(yīng)保證滾針軸承有足夠的接觸強(qiáng)度 0(0.15 1.00)bLLd當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58 HRC以上時(shí)，以上時(shí)，許用接觸應(yīng)力許用接觸應(yīng)力j=30003200MPa4.萬向節(jié)叉強(qiáng)度計(jì)算萬向節(jié)叉在與十字軸聯(lián)接處，產(chǎn)生支承反力；與十字軸軸孔中心線成45B-B截面處為危險(xiǎn)截面；彎曲應(yīng)力 = 5080MPa扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 = 80160MPa.wwF eW .tF aW16/,10/,62222hbWbhWkhbWbhWtt橢圓形截面：矩形截面：抗彎系數(shù)和抗扭系數(shù)：5.萬向節(jié)

23、的傳動(dòng)效率 通常約為97%99。 102 tan1dfr)25(時(shí))25(時(shí)三、球籠式萬向節(jié)設(shè)計(jì)1.Rzeppa型球籠式萬向節(jié)設(shè)計(jì) 假定帶分度機(jī)構(gòu)的Rzeppa型球籠萬向節(jié)在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)傳力鋼球均勻受載，則鋼球的直徑可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中d為傳力鋼球直徑（mm），T1計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N.mm）； 計(jì)算鋼球直徑應(yīng)圓整并取最接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的直徑。 1.Rzeppa型球籠式萬向節(jié)設(shè)計(jì) 假定帶分度機(jī)構(gòu)的Rzeppa型球籠萬向節(jié)在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)傳力鋼球均勻受載，則鋼球的直徑可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中d為傳力鋼球直徑（mm），T1計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N.mm）； 計(jì)算鋼球直徑應(yīng)圓整并取最接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的直徑。341

24、101 .2Td三、球籠式萬向節(jié)設(shè)計(jì)2.Birfield型球籠式萬向節(jié)設(shè)計(jì)以與星形套連接軸的直徑ds作為萬向節(jié)的基本尺寸 式中T1為計(jì)算轉(zhuǎn)矩，SF為使用因素，對(duì)于無振動(dòng)的理想傳動(dòng)取0，有輕微振動(dòng)的取1.2-1.5，有中等振動(dòng)的取1.7-2.0，振動(dòng)十分嚴(yán)重的取2.7-3.6。 Birfield型球籠萬向節(jié)系列數(shù)據(jù)（表4-4）312 .87FsSTd 3.撓性萬向節(jié)設(shè)計(jì) 盤式撓性萬向節(jié)橡膠盤的拉應(yīng)力和擠壓應(yīng)力應(yīng)滿足式中Tmax為萬向節(jié)靜強(qiáng)度計(jì)算轉(zhuǎn)矩，i為一個(gè)萬向節(jié)叉上的螺栓數(shù)，R為橡膠盤平均半徑，R1、R2為橡膠盤外、內(nèi)半徑，b為橡膠盤厚度，d0為螺栓孔直徑許用拉應(yīng)力12-15MPa，許用擠壓應(yīng)

25、力8MPa。jjLLiRbdTdRRiRbT0max021max)(第五節(jié) 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)軸二、傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)形式 實(shí)心用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半軸 空心用于FR傳動(dòng)系的萬向傳動(dòng)軸2、傳動(dòng)軸的參數(shù) 長(zhǎng)度、夾角：由總布置確定 （不脫落，不頂死） 臨界轉(zhuǎn)速：由傳動(dòng)軸尺寸確定傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速問題n:臨界轉(zhuǎn)速；d1，d2：傳動(dòng)軸內(nèi)外徑；L：傳動(dòng)軸長(zhǎng)度提高臨界轉(zhuǎn)速的辦法：提高臨界轉(zhuǎn)速的辦法：1）縮短傳動(dòng)軸長(zhǎng)度；2）總長(zhǎng)度不變的情況下，將傳動(dòng)軸分成幾段；3）將傳動(dòng)軸做成空心的。（無縫鋼管或1.53mm厚的薄鋼板卷焊） 在長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度和在長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)