吉林大学珠海学院汽车设计第四章

1、第四章第四章 万向传动轴设计万向传动轴设计 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 万向节结构方案分析万向节结构方案分析 第三节第三节 万向传动的运动和受力分析万向传动的运动和受力分析 第四节第四节 万向节设计万向节设计 第五节第五节 传动轴结构分析与设计传动轴结构分析与设计回主目录回主目录 第一节第一节 概述概述一、一、 万向传动轴的功用：万向传动轴的功用： 用于在工作中相对位置不断变化的两根轴间用于在工作中相对位置不断变化的两根轴间 的动力和运动传递的动力和运动传递。 二、万向传动轴应满足的基本设计要求二、万向传动轴应满足的基本设计要求1. 所连接的两轴，在一定的轴间夹角变化范围内，能所连接

2、的两轴，在一定的轴间夹角变化范围内，能 可靠地传递动力可靠地传递动力;2. 保证所连接的两轴尽可能等速运转保证所连接的两轴尽可能等速运转;3. 由于万向节夹角的存在而产生的附加载荷、振动和噪由于万向节夹角的存在而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内声应在允许范围内;4. 传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造维修容易。传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造维修容易。三、万向传动轴的组成三、万向传动轴的组成v 万向传动轴由三部分组成：万向传动轴由三部分组成： 万向节万向节 传动轴传动轴 中间支承中间支承分分 类类定定 义义不等速不等速万向节万向节万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和万向节连

3、接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度比为动，但平均角速度比为 1 的万向节。的万向节。准等速准等速万向节万向节在设计角度下工作时，以等于在设计角度下工作时，以等于 1 的瞬时角速的瞬时角速度比传递运动，在其它角度下工作时，瞬时度比传递运动，在其它角度下工作时，瞬时角速度比近似等于角速度比近似等于 1 的万向节。的万向节。刚刚性性万万向向节节等速等速万向节万向节输出轴和输入轴以等于输出轴和输入轴以等于 1 的瞬时角速度比传的瞬时角速度比传递运动的万向节。递运动的万向节。挠性万向节挠性万向节万向节的扭转方向有弹性的万

4、向节。万向节的扭转方向有弹性的万向节。四、分类四、分类 1. 万向节分类万向节分类不等速万向节：普通十字轴万向节；不等速万向节：普通十字轴万向节；准等速万向节：双联式、凸块式、三销轴式；准等速万向节：双联式、凸块式、三销轴式；等速万向节：球叉式、球笼式。等速万向节：球叉式、球笼式。2.传动轴分类传动轴分类独立悬架不能传递纵向力时，用闭式万向节，万向独立悬架不能传递纵向力时，用闭式万向节，万向节传动轴包在管内，由管传递纵向力到车架或车身节传动轴包在管内，由管传递纵向力到车架或车身 。开 式 复 式 单 式 三万向节、两轴传动 四万向节、两传动轴 闭 式 回目录回目录1、在发动机前置后驱动或全轮驱

5、动的汽车上，、在发动机前置后驱动或全轮驱动的汽车上，因工作因工作时悬架的变形、主减速器输入轴与变速器或分动器时悬架的变形、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，普遍采用十字轴万向节输出轴间经常有相对运动，普遍采用十字轴万向节传动。有二万向节，三或四个万向节的结构，多万传动。有二万向节，三或四个万向节的结构，多万向节传动时需要在中间轴上加支撑。向节传动时需要在中间轴上加支撑。2 2、转向驱动桥，驱动轮又是转向轮，左右半轴间的夹、转向驱动桥，驱动轮又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶的需要而变化，而多采用球叉式或球笼式角随行驶的需要而变化，而多采用球叉式或球笼式等速万向节。等速万向节

6、。3 3、驱动桥为独立悬架结构，需要等速万向节传动。、驱动桥为独立悬架结构，需要等速万向节传动。4 4、变速器与离合器或分动器离开一定的距离时，多用、变速器与离合器或分动器离开一定的距离时，多用十字万向节或柔性万向节。十字万向节或柔性万向节。 五、万向传动轴的应用五、万向传动轴的应用第二节第二节 万向节结构方案分析万向节结构方案分析 一、十字轴万向一、十字轴万向1、组成、组成 主、从动叉主、从动叉十字轴十字轴滚针轴承滚针轴承滚针轴承的轴向定位件滚针轴承的轴向定位件橡胶密封件橡胶密封件 2、滚针轴承的轴向定位方式（图、滚针轴承的轴向定位方式（图4-1）2、滚针轴承的轴向定位方式（图、滚针轴承的轴

7、向定位方式（图4-1）盖板式 卡环式 定位方式 特点 普通型 弹性 外卡式 内卡式 瓦盖固定式 塑料环定位式 零件数 多 少 少 多 少 结构 复杂 简单 简单 复杂 简单 质量 大 小 小 大 小 拆装 方便 方便 方便 方便 不方便 工作 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 制造工艺 简单 简单 简单 复杂 简单 十字轴轴向窜动 有 没有 很小 很小 有 很小 有轴向窜动将使传动轴的动平衡状态遭受破坏有轴向窜动将使传动轴的动平衡状态遭受破坏。 3、滚针轴承的润滑和密封滚针轴承的润滑和密封 滚针轴承润滑和密封的好坏直接影响着十字轴万向节滚针轴承润滑和密封的好坏直接影响着十字轴万向节的使用寿命。密封

8、的分类有：的使用寿命。密封的分类有： 毛毡油封毛毡油封 漏油多，防尘、防水效果差，加注润滑油时个别滚针漏油多，防尘、防水效果差，加注润滑油时个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油。轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油。 双刃口复合油封：双刃口复合油封：Fig.4-2aFig.4-2a 反装的单刃口橡胶油封用作径向油封，另一双刃口橡反装的单刃口橡胶油封用作径向油封，另一双刃口橡胶油封用作端面密封，当向十字轴内腔注入润滑油时，陈胶油封用作端面密封，当向十字轴内腔注入润滑油时，陈油、磨损物和多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字油、磨损物和多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出，不需要

9、安全阀，防尘、防水效果好，轴轴颈接触处溢出，不需要安全阀，防尘、防水效果好，在灰尘较多的使用条件下，万向节寿命可显著提高。在灰尘较多的使用条件下，万向节寿命可显著提高。 多刃口油封：多刃口油封：Fig.4-2bFig.4-2b 安装在无润滑油流通系统且一次润滑的万向节上。安装在无润滑油流通系统且一次润滑的万向节上。二、准等速万向节二、准等速万向节 1 1、双联式万向节：、双联式万向节：Fig.4-3 1)1)、由两个十字轴万向节组合、由两个十字轴万向节组合而成。通过分度机构保证两万而成。通过分度机构保证两万向节连接的轴工作转速趋于相向节连接的轴工作转速趋于相等。等。2)2)、偏心十字轴双联万向

10、节，、偏心十字轴双联万向节，采用主销中心偏离万向节中心采用主销中心偏离万向节中心1.0-3.5mm1.0-3.5mm的方法，取消了分的方法，取消了分度机构也可以确保输入轴与输度机构也可以确保输入轴与输出轴接近等速。无分度杆的双出轴接近等速。无分度杆的双联万向节在军用越野车的转向联万向节在军用越野车的转向驱动桥中应用广泛。驱动桥中应用广泛。二、准等速万向节二、准等速万向节 2 2、凸块式万向节：、凸块式万向节：Fig.4-41)1)、主要由、主要由2 2个万向节叉个万向节叉1 1和和4 4以及两个特殊形状的凸块以及两个特殊形状的凸块2 2和和3 3组成。可以实现输入与输出轴组成。可以实现输入与输

11、出轴近似等速。近似等速。2)2)、工作可靠、加工简单、允、工作可靠、加工简单、允许的万向节夹角较大，可达许的万向节夹角较大，可达50500 0。因工作面全为滑动摩擦，。因工作面全为滑动摩擦，效率低、摩擦表面易磨损，对效率低、摩擦表面易磨损，对密封和润滑要求高。密封和润滑要求高。3)3)、主要用于中型以上越野车、主要用于中型以上越野车的转向驱动桥。的转向驱动桥。二、准等速万向节二、准等速万向节 3 3、三销轴式万向节：、三销轴式万向节：Fig.4-51)1)、由双联式万向节演变而、由双联式万向节演变而来，主要由两个偏心轴叉、来，主要由两个偏心轴叉、两个三销轴和六个滚针轴承两个三销轴和六个滚针轴承

12、组成。组成。2)2)、允许联接两轴最大夹角、允许联接两轴最大夹角为为45450 0，易于密封。但其外形，易于密封。但其外形尺寸较大，零件形状较复杂，尺寸较大，零件形状较复杂，毛坯需要精确模锻。毛坯需要精确模锻。3)3)、用于少数中、重型越野、用于少数中、重型越野车的转向驱动桥。车的转向驱动桥。三、等速万向节三、等速万向节 1 1、球叉式万向节：、球叉式万向节：Fig.4-6Fig.4-6三、等速万向节三、等速万向节 1 1、球叉式万向节：、球叉式万向节：Fig.4-6Fig.4-6 圆弧槽滚道球叉式万向节圆弧槽滚道球叉式万向节1)1)、由两个万向节叉、四个传力钢球和一个定心钢球组成。、由两个万

13、向节叉、四个传力钢球和一个定心钢球组成。2)2)、两球叉上的圆弧槽中心线是以、两球叉上的圆弧槽中心线是以O O1 1和和O O2 2为圆心而半径相为圆心而半径相等的圆。等的圆。O O1 1、O O2 2到万向节中心的距离相等。当万向节两轴到万向节中心的距离相等。当万向节两轴绕定心钢球中心转动任意角度时，传力钢球中心始终在滚绕定心钢球中心转动任意角度时，传力钢球中心始终在滚道中心两圆的交点上，从而保证输入轴和输出轴等速转动。道中心两圆的交点上，从而保证输入轴和输出轴等速转动。3)3)、四个钢球在单向传动中只有两个传递动力，单位压力、四个钢球在单向传动中只有两个传递动力，单位压力大，磨损快。只有在

14、传力钢球与滚道之间具有一定预紧力大，磨损快。只有在传力钢球与滚道之间具有一定预紧力时，才能保证等角速度传动。使用中，随着磨损的增加，时，才能保证等角速度传动。使用中，随着磨损的增加，预紧力逐渐减小以至消失，这时两轴叉之间便发生轴向窜预紧力逐渐减小以至消失，这时两轴叉之间便发生轴向窜动，从而破坏了传动的等速性，严重时钢球会脱落。动，从而破坏了传动的等速性，严重时钢球会脱落。三、等速万向节三、等速万向节 1 1、球叉式万向节：、球叉式万向节：Fig.4-6Fig.4-6直槽滚道球叉式万向节直槽滚道球叉式万向节1)1)、两个球叉上的直槽与轴的中心线倾斜相同的角度，彼、两个球叉上的直槽与轴的中心线倾斜

15、相同的角度，彼此对称。两球叉间的槽中装有此对称。两球叉间的槽中装有4 4个钢球，因球叉中的槽所个钢球，因球叉中的槽所处的位置是对称的，从而保证了四个钢球的中心处于两轴处的位置是对称的，从而保证了四个钢球的中心处于两轴夹角的平分面上。夹角的平分面上。2)2)、加工容易、允许轴间夹角不超过、加工容易、允许轴间夹角不超过20200 0，两叉间允许有，两叉间允许有一定量的轴向滑动。一定量的轴向滑动。3)3)、主要用于断开式驱动桥中，当半轴摆动时，它可以补、主要用于断开式驱动桥中，当半轴摆动时，它可以补偿半轴的长度变化而省去滑动键。偿半轴的长度变化而省去滑动键。三、等速万向节三、等速万向节 2 2、球笼

16、式万向节、球笼式万向节 RzeppaRzeppa型球笼万向节型球笼万向节：Fig.4-7aFig.4-7a2 2、球笼式万向节、球笼式万向节 RzeppaRzeppa型球笼万向节：型球笼万向节：Fig.4-7aFig.4-7a1)1)、球形壳的内表面和星形套、球形壳的内表面和星形套3 3的球表面上各有沿圆的球表面上各有沿圆周均匀分布的六条同心的圆弧轨道，在它们之间装有周均匀分布的六条同心的圆弧轨道，在它们之间装有六个传力钢球，这些钢球被球笼保持在同一平面内。六个传力钢球，这些钢球被球笼保持在同一平面内。2)2)、当万向节两轴之间的夹角发生变化时，靠分度杆、当万向节两轴之间的夹角发生变化时，靠分

17、度杆拨动导向盘，并带动球笼使六个钢球处于轴间夹角的拨动导向盘，并带动球笼使六个钢球处于轴间夹角的平面上。平面上。3)3)、当轴间的夹角较小时，分度杆是必要的。当夹角、当轴间的夹角较小时，分度杆是必要的。当夹角11110 0时，靠球形壳和星形套上的子午滚道的交叉也可时，靠球形壳和星形套上的子午滚道的交叉也可将钢球定在正确位置。将钢球定在正确位置。4)4)、工作中六个钢球都传递动力，两轴之间的夹角可、工作中六个钢球都传递动力，两轴之间的夹角可达达35350 037370 0。主要用于转向驱动桥中。主要用于转向驱动桥中。2 2、球笼式万向节、球笼式万向节 BirfieldBirfield型球笼式万向

18、节型球笼式万向节：Fig.4-7bFig.4-7b1)1)、无分度杆，球形壳和星形套的滚道、无分度杆，球形壳和星形套的滚道做得不同心，其圆心对称地偏离万向节做得不同心，其圆心对称地偏离万向节中心，靠内、外滚道交叉将钢球定在正中心，靠内、外滚道交叉将钢球定在正确位置。确位置。2)2)、滚道的横断面为椭圆形，椭圆在接、滚道的横断面为椭圆形，椭圆在接触点处的曲率半径为钢球半径的触点处的曲率半径为钢球半径的1.03-1.03-1.051.05倍。倍。3)3)、钢球在六个方向都传递扭距，其承、钢球在六个方向都传递扭距，其承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便

19、，但滚道的制造精度高，紧凑，安装方便，但滚道的制造精度高，成本高，应用于具有独立悬架的转向驱成本高，应用于具有独立悬架的转向驱动桥中，靠近转向轮一侧。动桥中，靠近转向轮一侧。2 2、球笼式万向节、球笼式万向节 伸缩型球笼式万向节：伸缩型球笼式万向节：Fig.4-7cFig.4-7c1)1)、外滚道为直槽，结构与一般的球笼、外滚道为直槽，结构与一般的球笼式接近。式接近。2)2)、传递转矩时，星形套与筒形壳可以、传递转矩时，星形套与筒形壳可以沿轴向相对移动，从而省去了其它万向沿轴向相对移动，从而省去了其它万向节传动装置中的滑动花键。节传动装置中的滑动花键。3)3)、其轴向移动是通过钢球沿内、外滚、

20、其轴向移动是通过钢球沿内、外滚道滚动实现的，与滑动花键相比，其滚道滚动实现的，与滑动花键相比，其滚动阻力小，传动效率高，允许工作的最动阻力小，传动效率高，允许工作的最大夹角为大夹角为20200 0。3)3)、用于转向驱动桥中靠近差速器一侧，、用于转向驱动桥中靠近差速器一侧，可补偿由于前轮跳动及载荷变化而引起可补偿由于前轮跳动及载荷变化而引起的轮距变化，还用于断开式驱动桥中。的轮距变化，还用于断开式驱动桥中。四、挠性万向节四、挠性万向节 两轴之间通过橡胶盘、橡胶金属套筒、铰接块、六角两轴之间通过橡胶盘、橡胶金属套筒、铰接块、六角环形橡胶圈等之一的弹性元件来实现连接。环形橡胶圈等之一的弹性元件来实

21、现连接。主要特点有：主要特点有： 1) 能减少传动系的扭转振动；能减少传动系的扭转振动； 2) 能减少传动系的动载荷；能减少传动系的动载荷； 3) 能减少的噪声；能减少的噪声； 4) 无需润滑；无需润滑； 5) 结构简单；结构简单； 6) 适用于轴间夹角不大（适用于轴间夹角不大（35)和有很小的轴向和有很小的轴向 位移处。如变速器与分动器之间等。位移处。如变速器与分动器之间等。 7) 靠弹性元件的变形使相交两轴间传动时不发生干涉。靠弹性元件的变形使相交两轴间传动时不发生干涉。回目录回目录a) 具有球面对中机构的环形挠性万向节中装有不需润滑具有球面对中机构的环形挠性万向节中装有不需润滑的球形滑动

22、对中轴承。的球形滑动对中轴承。b)b)结构上允许有一定的轴向变形，当轴向变形量满足使结构上允许有一定的轴向变形，当轴向变形量满足使用要求时，可省去伸缩花键。用要求时，可省去伸缩花键。 五、不同万向节结构方案的对比分析五、不同万向节结构方案的对比分析准等速万向节 等速万向节 球叉式万向节 球笼式万向节 形式 特点 十字轴万向节 双联式万向节 凸块式万向节 三销轴式万向节 圆弧槽式 直槽式 Birfield型 伸缩型 结构 简单 复杂 简单 复杂 简单 简单，紧凑 多 零件 少 多 少，形状复杂 多，形状复杂 少，形状复杂 形状复杂 形状简单 夹角 小 大 5060 大 50 大 45 3233

23、20 42 20 效率 高 （0.970.99） 高 低 高 高 （继上表）寿命 长 长 较短 长 短 尺寸 小 大 较大 大 较小 较小 对密封性要求 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 对润滑要求 良好 良好 良好 良好 良好 良好 制造 容易 容易 容易 难 难 容易 要求精度高 工作可靠性 可靠 可靠 可靠 可靠 不可靠 可靠 （继上表）制 造 成本 低 稍 高 高 稍 高 高 应 用 普 遍 中 型 越 野车 中 ， 重 型 越野 车 轻 ， 中型 越 野车 断 开 式驱 动 桥 广 泛 ， 独 立 悬架 转 向 驱 动 桥上 夹角由夹角由4增至增至16，滚针轴承寿命降至原来的，滚针

24、轴承寿命降至原来的25%工作面为滑动摩擦工作面为滑动摩擦低，且易磨损寿命短低，且易磨损寿命短只有传力钢球与滚道之间有预紧力作用时，才能保证等角速传动。只有传力钢球与滚道之间有预紧力作用时，才能保证等角速传动。当磨损当磨损后，预紧力消失，两球叉可轴向窜动，破坏了传动等速性。后，预紧力消失，两球叉可轴向窜动，破坏了传动等速性。 第三节第三节 万向传动的运动和受力分析万向传动的运动和受力分析 一一 、单十字轴万向节传动、单十字轴万向节传动 研究运动学的目的：研究运动学的目的： 求得保证所连接的两轴能够均匀等速运转的条件？求得保证所连接的两轴能够均匀等速运转的条件？ 1、输入轴和输出轴之间的角速度与转

25、矩之间的关系、输入轴和输出轴之间的角速度与转矩之间的关系由机械原理可知：由机械原理可知： （1）由（由（1）式得：）式得： （2） 假设：假设：=常数常数将（将（2）式对时间求导数，得到角速度）式对时间求导数，得到角速度：cos21tgtgcos12tgarctgdtddtd11222cossin1cos11dtd主动轴角速度22dtd从动轴角速度) 3 (cossin1cos122121212cosf皆为常数，则，常数，又sincos每转一周变化两次。常数，则若周期函数。的也是周期为的函数，是周期为21012012180180cos360,180,0).11当1cos1时）（则4cos1co

26、scossin1cos2122常数，为最大值，若1121max2cos1则时当270,90 ).210cos1cos12则为最小值，则121min2cos分析： 2每转一周周期性地变化两次，每转一周周期性地变化两次，将从动轴转动的角速度将从动轴转动的角速度时快、时慢现象，称之为运动的不等速性。时快、时慢现象，称之为运动的不等速性。 用转速不均匀系数用转速不均匀系数K来表示不等速性：来表示不等速性：1min2max2K111coscos1coscos1coscos12tg sinK，就可求得只要知道3). 从动轴上力矩从动轴上力矩M2的变化的变化 忽略摩擦损失后，输入、输出轴上的功应相等：忽略摩

27、擦损失后，输入、输出轴上的功应相等：2211TT）式代入上式，得：将（3coscossin112212 TT。，即：不变，则设12212121fTTTT:max 212达最小时，当T）（51221TT即cos1max2TT:min 212达最大时，当Tcos1min2 TT从动轴的转矩变化范围coscos121TTT：结论：结论： 当当T1与与一定时，一定时， T2在最大值与最小值之间每转一在最大值与最小值之间每转一 转变化两次，其振幅依赖转变化两次，其振幅依赖角不同而变化。角不同而变化。 工作中不希望存在上述扭转波动，为了减少这个附工作中不希望存在上述扭转波动，为了减少这个附加载荷，要求：加

28、载荷，要求： 1) 减少减少角；角； 2) 采用挠性万向节；采用挠性万向节； 二、双十字轴万向节传动二、双十字轴万向节传动 若只有一个万向节传动轴，由若只有一个万向节传动轴，由tg1=tg 2cos 可知：可知： 1) 主动轴等速转动，则从动轴为不等速转动；主动轴等速转动，则从动轴为不等速转动； 2) 愈大，转动的不等速性愈大。愈大，转动的不等速性愈大。 1与与(1- 2) 和和关系如下图所示：关系如下图所示：图中表明：图中表明：1) 1从从00900时，时，(1- 2)为负值，即从动轴比主动轴转的快；为负值，即从动轴比主动轴转的快；2) 1从从9001800时，时，(1- 2)为正值，即从动

29、轴比主动轴转的为正值，即从动轴比主动轴转的慢；慢；3) 主动轴转一周，从动轴有两次比它快，两次比它慢；主动轴转一周，从动轴有两次比它快，两次比它慢； 4）角愈大，在同一个角愈大，在同一个1值时，其值时，其(1- 2)之差也愈大。之差也愈大。双十字轴万向节如下图所示：双十字轴万向节如下图所示： 主动轴主动轴转过转过1角，轴角，轴转过转过2角，则有：角，则有：（6）同时轴同时轴转过转过3角，则有：角，则有： （7）用式（用式（7）除以式（）除以式（6）得：）得： 121cos tgtg223cos tgtg2131coscostgtg3121，则若 结论：结论： 满足双万向节传动轴等速旋转的条件是

30、：满足双万向节传动轴等速旋转的条件是： 1) 1= 2 ； 2） 传动轴上两端万向节叉应位于同一平面内。传动轴上两端万向节叉应位于同一平面内。 回目录回目录 第四节第四节 万向节设计万向节设计一一 、计算载荷、计算载荷Ts位置 计算方法 用于变速器与 驱动桥之间 用于转向驱动桥 按 来 确 定 按驱动轮打滑来确定 按日常平均使用转矩来确定 1max,iTenikiTkTsef1maxed1n2iikiTkTse0f1maxed2mm0r221SSiirmGTmmr112SSi 2rmGTniirFTmm0rt1SFni 2rFTmmrt2SF其中：其中： Temax为发动机最大转矩为发动机最大

31、转矩()； n 为计算驱动桥数；为计算驱动桥数； i1为变速器一档传动比；为变速器一档传动比； 为发动机到万向传动轴之间的传动效率；为发动机到万向传动轴之间的传动效率； k 为液力变矩器变矩系数；为液力变矩器变矩系数； G2为满载状态下一个驱动桥上的静载荷为满载状态下一个驱动桥上的静载荷(N)； m2为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数；为汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数； 轿车：轿车：1.21.4，货车：，货车：1.11.2。 为轮胎与路面间的附着系数；为轮胎与路面间的附着系数； rr为车轮滚动半径为车轮滚动半径(m)； i0为主减速器传动比；为主减速器传动比； im为主减速器从动齿轮到车

32、轮之间的传动比；为主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比； m为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率；为主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率； G1 为满载状态下转向驱动桥上的静载荷为满载状态下转向驱动桥上的静载荷(N)； m1为汽车最大加速度时的前轴负荷转移系数，对于为汽车最大加速度时的前轴负荷转移系数，对于 轿车：轿车：0.80.85，对于货车；，对于货车；0.750.9。 Ft 为日常平均牵引力为日常平均牵引力(N)； if 为分动器传动比；为分动器传动比； kd为猛接离合器所产生的动载系数。为猛接离合器所产生的动载系数。应用：应用： 1. 静强度计算时，计算载荷静强度计算时，计算载荷TS取

33、取TSe1和和TSS1的小值，的小值， 或取或取TSe2和和TSS2的小值；的小值； 2. 进行疲劳寿命计算时，计算载荷进行疲劳寿命计算时，计算载荷TS取取TSF1或或TSF2。 二、十字轴万向节设计二、十字轴万向节设计 1.损坏形式：损坏形式：1)十字轴轴颈、滚针轴承磨损；十字轴轴颈、滚针轴承磨损；2)十字轴轴颈、滚针轴承碗表面出现压痕和十字轴轴颈、滚针轴承碗表面出现压痕和剥落；剥落；3)十字轴轴颈根部处折断。十字轴轴颈根部处折断。cos2:. 2rTsFF则中点作用力为设各滚针对十字轴轴颈抗弯强度：。为万向传动的最大夹角wwWSF1424132 dddWMPaw350250十字轴轴颈根部的

34、弯曲应力为：十字轴轴颈根部的弯曲应力为：4. 滚针轴承接触应力滚针轴承接触应力 Fn为一个滚针所受的最大载荷为一个滚针所受的最大载荷(N) i 为滚针列数；为滚针列数； Z为每列中的滚针数。为每列中的滚针数。 j=30003200MPa。式中，剪切应力MPa 12080)(4. 32221ddFbn01jLF)d1d1(272ZiF6 .4Fn5.材料 材料 热处理 表面硬度HRC 十字轴 万向节叉 轴承碗 20CrMnTi、20Cr、20MnVB 40号或45号中碳钢 GCr15 渗碳淬火 调质处理 5864 1833 三、球笼式万向节设计三、球笼式万向节设计 1. 失效形式失效形式1) 工

35、作表面（钢球与接触滚道表面）的疲劳点蚀；工作表面（钢球与接触滚道表面）的疲劳点蚀； 2) 磨损损坏。磨损损坏。 2. 主要尺寸的确定主要尺寸的确定1)钢球直径钢球直径d d应符合国家标准应符合国家标准2）其它相关尺寸按）其它相关尺寸按P95提供的经验数据确定。提供的经验数据确定。 32101 . 2Tsd回目录回目录 第五节第五节 传动轴结构分析与设计传动轴结构分析与设计一、传动轴结构分析一、传动轴结构分析 1. 对滑动叉和花键轴构成的滑动花键要求：对滑动叉和花键轴构成的滑动花键要求： 车桥下落时两者不脱落车桥下落时两者不脱落 车桥上跳时两者不顶死车桥上跳时两者不顶死 2. 为减少花键处滑动阻力和磨损要求：为减少花键处滑动阻力和磨损要求：1) 对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；2) 以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率（在花键以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率（在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件）；槽中放入滚针、滚柱或