万向节和传动轴设计

1、万向节和传动轴设计第四章 万向节和传动轴设计万向节和传动轴设计主要内容4.1概述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计主要内容4.1概述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计概述课内学时：6推荐参考书： 汽车底盘基础，张洪欣，余卓平 译，科普版 汽车设计，刘惟信 主编，清华版 汽车设计，张洪欣 主编，工大版 汽车构造，陈家瑞主编，机械工业出版社万向节和传动轴设计概述1 能可靠传递动力，当两轴的相对位置在预计的范围内变动时2 保证传动尽可能同步，两轴的转速尽可能一样3 振动噪音以及附加载荷（万

2、向节传动引起的）在允许范围内4 效率高，使用寿命长5 结构简单、制造方便、维修容易万向传动应满足的要求万向节和传动轴设计主要内容4.1概述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计万向节传动的运动分析4.2.1单万向节传动普通十字轴式万向节保持不变， 对时间求导主动轴转矩T1 和从动轴转矩T2 之间关系万向节和传动轴设计万向节传动的运动分析n 十字轴万向节约的力偶矩平衡T1 和T2 外万向节十字轴上还作用有另外的力偶矩Ts- 附加弯矩又称为二阶弯矩万向节和传动轴设计万向节传动的运动分析4.2.2双万向节传动为使处于同一个平面内的输出轴与输入轴等速

3、旋转在汽车传动系中常采用双万向节传动。常采用的方案其共同的特点：1 与传动轴相连的两个万向节叉布置在同一平面内2 两万向节与传动轴的夹角相等在这样布置的情况下可以保证等角速传动万向节和传动轴设计万向节传动的运动分析两种通常采用的双万向节传动方案中附加弯矩的影响两万向节叉所受的附加弯矩相互平衡但造成传动轴的弹性弯曲变形从而引起传动轴弯曲振动附加弯矩方向相同不能彼此相互平衡，因此对两端的十字轴产生大小相等方向相反的径向力F ， F作用在滚针轴承上并在输入轴和输出轴的支承上引起反力此外传动轴还要发生弹性变形万向节和传动轴设计万向节传动的运动分析4.2.3多万向节传动万向节和传动轴设计主要内容4.1概

4、述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计万向节设计4.3.1十字轴万向节设计滚针轴承不能承受轴向力所以在结构上要采取轴向定位措施十字轴万向节的损坏形式主要是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损以及十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面的压痕和剥落万向节和传动轴设计万向节设计滚针轴承的接触应力弯曲应力剪应力万向节和传动轴设计主要内容4.1概述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计传动轴设计传动轴扭转强度传动轴花键扭转应力传动轴花键齿侧挤压应力在D L 一定时空心轴d0 的临界转速要比实心轴d=0 的高并且节省材

5、料这是广泛采用空心传动轴的重要原因之一要使传动轴的最高转速小于0.7nk传动轴的不平衡度对不同车型有不同要求1 轿车在3000 6000r/min 时1 2N.mm2 货车在1000 4000r/min 时10N. mm万向节和传动轴设计主要内容4.1概述4.2万向节传动的运动分析4.3万向节设计4.4传动轴设计4.5中间支承万向节和传动轴设计中间支承橡胶元件能吸收传动轴的振动，允许中间传动轴线相对车架运动。这种弹性中间支承不能传递轴向力主要承受径向力，这些径向力主要是由传动轴不平衡偏心引起的，另外万向节上的附加弯矩也引起径向力，这些径向力是变化的，有些每转变化一次（传动轴的不平衡偏心引起的径向力），另一些每转变化两次（万向节上附加弯矩引起的径向力）当这些激振力的频率与弹性中间支承悬置质量的固有频率重合时便会发生共振CR 中间支承橡胶件径向刚度N/mmG 与中间支承悬置质量m 对应的重力它等于传动轴落在中间支承上的那一部分重力与中间支承轴承及其座所受重力之和合理选择其弹性元件的径向刚度CR 使固有频率f 对应的临界转速n=60f r/min 尽可能低于传动轴的常用转速范围以避免共振,保证隔振效果好,一般许用临界转速为10002000rpm ，当固有频率依照上述数据确定时，由于传动轴不平衡引起的共振转速为1000