汽车设计 课件 第4章 万向节和传动轴设计.pptx

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汽车设计第四章万向节和传动轴设计4.1本章概述4.2普通十字轴万向节4.3挠性万向节4.4准等速万向节4.5等速万向节4.6传动轴结构分析与设计4.7中间支承结构分析与设计

汽车设计4.1本章概述万向传动装置组成：万向节、传动轴及其伸缩花键等功用：在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动作用场景：(1)两根轴不在同一轴线的传动，如变速箱输出轴和驱动桥输入轴(2)保证位于同一轴线两轴的同轴性，如动力总成输出轴和变速箱输入轴(3)多轴驱动的汽车上，分动器与各驱动桥之间或驱动器与另一驱动桥之间(4)连接在工作中相对位置变化的两根传递动力的轴，如转向驱动桥中内、外两半轴(5)汽车的转向系统中也采用万向传动装置来传递动力

汽车设计4.1本章概述万向传动装置传动轴设计要求：

汽车设计4.1本章概述万向节分类万向节刚性万向节挠性万向节不等速万向节（十字轴式）准等速万向节（双联式、凸块式、三销轴式、球面滚轮式）等速万向节（球叉式（圆弧槽滚道型、直槽滚道型）、球笼式（固定型、伸缩型））

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.1普通十字轴向万向节结构：

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.2单个十字轴向万向节的运动特性：当十字轴万向节的主动轴与从动轴存在一定夹角α时,主动轴的角速度与从动轴的角速度之间存在如下的关系由上式可以看出：当主动轴以等角速度转动时，从动轴时快时慢，此即为普通十字轴万向节传动的不等速性。十字轴万向节传动的不等速性可用转速不均匀系数k来表示：主动叉转角十字轴刚性万向节的不等速特性曲线

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.2单个十字轴向万向节的运动特性：如不计万向节的摩擦损失，主动轴转矩T1和从动轴转矩T2与各自相应的角速度有关系式可得显然，当最小时，从动轴上的转矩为最大当最大时，从动轴上的转矩为最小(传递的功率相等)T1与一定时，T2在其最大值与最小值之间，每一转变化两次，见右图

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.2单个十字轴向万向节的运动特性：——主动轴与从动轴之间的夹角；T1——主动轴驱动转矩；T2——从动轴反转矩——作用在主动叉平面的弯曲力偶矩；——作用在从动叉平面的弯曲力偶矩。当主动叉的处于0和时位置时(下图a)，T‘1必为零；从动叉上有附加弯矩=T1sinα在这四个力矩作用下，十字轴万向节得以平衡。处于/2和3/2位置时(右图b)，当主动叉同理可知=0，主动叉上有附加弯矩=T1tanα

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.3双十字轴向万向节的运动特性双万向节等速转动的条件：(1)三轴在同一平面内(2)第一万向节连接的两轴间夹角和第二万向节连接的两轴间夹角相等，即。(3)第一万向节从动叉和第二万向节主动叉在同一平面内单十字轴万向节传动的不等速性使从动轴及其相连的传动件产生扭转振动，形成附加的动载荷，影响零部件使用寿命。为了克服这一缺点，常采用两个十字轴万向节组成的双万向节传动。如右图。

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.3双十字轴向万向节的运动特性附加弯矩对传动轴的作用输入轴与输出轴的轴线平行输入轴与输出轴的轴线相交

汽车设计4.2普通十字轴向万向节4.2.4多十字轴向万向节的运动特性多万向节传动的从动叉相对主动叉的转角差计算公式——多万向节传动的当量夹角θ——主动轴转角——主动叉的初相位角多万向节传动的各轴轴线在同一平面各传动轴两端万向节叉平面之间的夹角为零或注：空载和满载两种工况下的不大于3°，对多万向节传动输出轴的角加速度幅值应加以限制。对于乘用车，；对于商车，。

汽车设计损坏形式：钢球与接触滚道表面的疲劳点蚀，或因热处理不当、润滑不良或温度过高等造成磨损4.2普通十字轴向万向节4.2.5十字轴向万向节的设计——万向传动轴的计算转矩r——为合力F作用线到十字轴中心之间的距离——主、从