发布时间 : 星期日 文章中型货车万向节与传动轴设计更新完毕开始阅读
式中
ncnmax—相应于最高车速时的传动轴最大转速，r/min；
—传动轴计算临界转速，r/min；
传动轴总成应进行动平衡计算，不平衡度为对于5t以上的货车，在1000-4000r/min时应不大于10N mm。十字轴端面磨损会使其轴向间隙及窜动增大而影响动平衡，因此应严格控制该间隙或采用弹性盖板，有的可嘉端面滚针轴承。传动轴总成的径向全跳动应不大于0.5~0.8mm。
由式nc=1.2?10
8D2?d2 2L可以确定传动轴总成的最大可能长度，如果他小于汽车总布置所要求的传动轴尺寸，则需在变速器和后驱动桥之间安置两根万向传动轴，且在它们的连接处（在前传动轴后端）需设置固定在车架或车身上的中间支撑[7]。在某些轿车上，为了缩短传动轴的长度而采用加长的变速器。
当万向传动轴的前端与加长的变速器相连时，分析表明，这时由于传动轴前端支承系统——变速器壳及其加长的后壳、离合器以及它们的支承具有明显的柔性，使传动轴的前端犹如架在弹性支承上，其计算简图如图1—1所示。当传动系的横向振动固有频率一定时，传动轴的这种支承系统会使其振动特性有明显的改变。
传动轴的临界转速为nk（r/min），安全系数K取2.0，适用于一般精度的伸缩花键 则有
nmax?nw2000??2531.6r/mini50.79 （nw为发动机转速） 安全系数K?nk nmax （4-6）
K?nk?2.0 nmaxnk?2.0nmax?2?2531.6?5063.2r/min （4-7）
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4.2 传动轴长度选择
T1?Tss?1881.45N?m
根据轴距3360mm，初选传动轴支承长度LC为(1500?2.5) mm，花键轴长度应小于支承长度，满足万向节与传动轴的间隙要求，取花键轴长度为(489?1.5)mm。
4.3 传动轴管内外径确定
nk?1.2?10822Dc?dcLc222?5063.2
Dc?dc5063.2?150022?()?9012.6581.2?10
1.5mm?Dc?dc?3mm2
初取 Dc?69mm， 则
dc?9012.65?Dc?65.2mm2
将dc圆整取其为65mm。
Lc为传动轴长度（mm），即两万向节中心之间的距离；dc和Dc分别为传动轴轴管的内、外径（mm）
4.4 传动轴扭转强度校核
由于传动轴只承受扭转应力而不承受弯曲应力，所以只需校核扭转强度，根据公式有
?c?
16DcT116?69?1881450??137.34MPa???c??300MPa4444?(DC?dc)3.14?（69?65） （4-8）
（??c??300MPa为轴管许用扭转应力） 上式说明设计参数满足扭转强度要求
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4.5 花键内外径确定
传动轴中由滑动叉和矩形或渐开线花键轴组成的滑动花键来实现传动长度的变化。当传递转矩的花键伸缩时，产生的轴向阻力Fa为
Fa?fT2r （4-9）
Fa?fT21881450??3.6?114800Nr59
式中，T2为传动轴所传递的转矩；r为滑动花键齿侧工作表面的中径；f为摩擦因数。
取安全系数2.25，则
?h??c2.25?63.97MPa （4-10）
?h?16T1?63.97MPa?dh3 （4-11）
dh?316?1881450?53.12mm3.14?63.97
?h——为许用扭转应力
K?——为花键转矩分布不均匀系数，取1.3 Dh——花键外径 dh——花键内径
Lh——为花键有效工作长度 B——为键齿宽 n0——为花键齿数
由于花键齿侧许用挤压应力较小，所以选用Lh较大尺寸的花键，查GB/T1144-2001，取dh?56mm,Dh?62mm,B?10mm， n0?8， Lh?140mm。
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4.6 花键挤压强度校核
?y?T1K?Dh?dhDh?dh()()Lhn042 （4-12）
?y?T1K?1881450?1.4??26.57MpaDh?dhDh?dh1186????()()Lhn0??????140?8424???2?
因此有： ?y?[?y]
当花键齿面硬度为35HRC时，许用挤压应力为[?y]?25~50Mpa 则?y?[?y],满足花键挤压强度。
对于齿面硬度大于35HRC的滑动花键，齿侧许用挤压应力为25～50MPa；对于不滑动花键，齿侧许用挤压应力为50～100Mpa。
渐开线花键应力的计算方法与矩形花键相似，只是计算的作用面是按其工作面的投影进行[8]。
传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的一个激励源，当高速旋转时，将产生明显的振动和噪声。万向节中十字轴的轴向窜动、传动轴滑动花键中的间隙、传动轴总成两端连接处的定心精度、高速回转时传动轴的弹性变形、传动轴上点焊平衡片时的热影响等因素，都能改变传动轴总成的不平衡度。提高滑动花键的耐磨性和万向节花键的配合精度、缩短传动轴长度增加其弯曲刚度，都能降低传动轴的不平衡度。为了消除点焊平衡片的热影响，传动轴总成出厂时必须100％进行动平衡校验，并在合适的部位焊接平衡片，以满足传动轴总成的平衡要求。经验收合格的传动轴在出厂前为保证动平衡，后传动轴的原始装配位置，在后传动轴的轴管与花键滑动叉外表面上喷涂两个相对应的白色油漆箭头。所有经过拆卸的传动轴在重新恢复时，必须保证装配箭头在一条直线上。传动轴带滑动叉总成在整车上布置安装时，确保滑动花键接口处向下布置，防止传动轴在使用中雨水泥沙进入配合花键处，影响传动轴的使用寿命。传动轴的不平衡度，对于轿车，在3000～6000r／min时应不大于25～35g·cm；对于货车，在1000～4000r／min时不大于50～100g·cm。另外，传动轴总成径向全跳动应不大于0.5～0.8mm[9]。
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