球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一
电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证探究
电动轿车等速万向节驱动轴设计与验证探究作者：***
来源：《专用汽车》2022年第08期
摘要：随着经济的不断发展，我国汽车生产量逐渐增加，人均汽车数量也随之提高。因此，研究如何保障汽车安全运行十分必要。基于此，从设计端入手，分析电动轿车等速万向节驱动轴的设计方案并提出对应的验证方法，以期为电动轿车同行的相关研究提供参考。
关键词：电动轿车;等速万向节;驱动轴;设计;验证
中图分类号：U463收稿日期：2022-07-05
DOI：10.19999/ki.1004-0226.2022.08.020
1 前言
针对等速万向节驱动轴所展开的研究较多，足以证明在电动轿车行业想要占据主导地位应更新相应零部件技术，给出更优的设计方案。由于等速万向节驱动轴设计中受到多种因素的影响，需要对整车的布置和车型进行深入研究。电动轿车在运行的过程中常出现异响的情况，这将严重影响其安全性能，因而在设计前要对等速万向节驱动轴总成的结构特性和发生异响的原因加以分析，以此完善设计工作，并通过验证证明设计的合理性。
2 电动轿车等速万向节驱动轴的结构特性
2.1 等速万向节驱动轴总成
目前所生产的电动轿车基本上利用相似的驱动轴总成结构，设置独立悬架，保证驱动装置能够在左右都带有等速万向节驱动轴的结构下实现轿车运转。常见的结构形式是以伸缩型等速万向节、驱动轴、固定式等速万向节联用的方式，分别作用于不同的位置。在车轮附近设置固定型等速万向节，连接与前轮毂渐开线内花键与外花键，在变速箱上设置伸缩型等速万向节，使得差速器半轴齿轮内花键与渐开线外花键相连。按照以上所阐述的总成结构（见图1，其中1～11分别表示球笼式等速万向节、钢丝挡圈、固定端大卡箍、固定端密封罩、固定端小卡箍、驱动轴、伸缩端小卡箍、伸缩端密封罩、伸缩端大卡箍、挡圈（GB/T 894.1）、双偏置式等速万向节）设计电动轿车驱动轴，能够提升转矩和变速箱运动的平稳程度，将运动状态传递到轮毂驱动处，进而达到转向、行驶的目的（2）。
长沙理工大学考试试卷汽车构造试题附答案
长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………………试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名教研室主任签名………………………………………………………………………………………………………………
课程名称（含档次）汽车构造课程代号08020025
专业汽服、车辆层次（本、专）本考试方式（开、闭卷）闭卷
一、填空题（请在每小题的空格中填上正确答案。本题总分20分，每个空1分题）
1、活塞的基本构造可分为、、三个部分。沿轴线
方向成上下的锥形。
2、惯性锁环式同步器的锁止部件是，锁销式同步器的锁止部件是。
3、液力变矩器主要由、和三部分组成。
4、化油器由、、、、
等五大供油装置组成。
5、大货车的万向传动装置一般由、、组成。前置前驱轿车靠主
减速器处为球笼式万向节，靠车轮处为球笼式万向节。
二、选择题（请在每小题的备选答案中，选出一个正确答案。本题总分10分，每小题1分）
1、发动机用于平衡旋转惯性力及其力矩的平衡重一般设在（）。
A. 曲轴前端
B. 曲轴后端
C. 曲柄上
2、在排气上止点( )。
A. 进气门开启、排气门关闭
B. 排气门开启、进气门关闭
C. 排进气门同时开启
3、以发动机转速和进气量作为基本控制参数的汽油喷射系统为（）。
A. D型汽油喷射系统
B. L型汽油喷射系统
C. K型汽油喷射系统
4、当上行柱塞上的斜槽与柱塞套上的油孔相通时，柱塞式喷油泵（）。
A. 准备喷油
B. 开始喷油
C. 结束喷油
5、现代轿车水冷系一般使用（）节温器。
A．蜡式B．膨胀筒式
C．乙醚式
基于有限元分析的轿车半轴总成优化设计研究
基于有限元分析的轿车半轴总成优化设计研究传动轴作为汽车传动系统的主要部件在行驶过程中起着传递运动及转矩的作用。轿车驱动半轴总成主要由万向节和传动轴组成,轿车传动系统中使用最多的是球笼式和三球销式等速万向节连接在一起组成的传动装置。
万向节结构复杂,制造精度高,其力学性能是直接影响车辆性能的关键因素。通过有限元法对半轴总成结构进行性能分析,在设计时考虑半轴总成的优化设计,对减少试验次数、提高整车的各种性能、降低设计与制造成本、增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。
本文以某厂家的发动机前置前驱动轿车等速驱动轴为研究对象,采用了分段建立有限元分析模型的方法,建立了球笼式万向节和三球销式万向节简化模型,利用大型通用有限元分析软件ANSYS Workbench分别对球笼式万向节和三球销式万向节进行静力学分析,通过分析其应力及应变的变形云图,得出了万向节的接触应力及位移在实体上的分布规律,应用赫兹接触理论对等速万向节理想状态下的接触应力进行了计算,并与有限元分析的接触应力对比,发现计算值与模拟结果的相对误差较小,说明有限元模型建立正确,利用此有限元方法进行的等速万向节内部接触应力的分析,其结果是准确可信的。在静力学分析的基础上对等速万向节寿命和安全系数做了进一步分析,结果表明,三球销式万向节安全系数较高,有较大优化空间。
因此,以三球销式万向节总质量为目标进行了优化设计,得出了一些有益的结论。通过对这些计算结果的分析,为万向节及半轴总成的设计提供一些具有参考价值的依据。
球笼(等速万向节)技术资料
球笼（等速万向节）技术资料本为主要介绍等球笼(以下称等速万向节)，的相关技术参数及分析资料。
第一节等速万向节设计的最新动态与方向等速万向节广泛应用于前置前驱轿车的转向驱动桥中。驱动桥中。靠近车轮侧，
一、靠近车轮侧，即外侧的等速万向节通常采用Birfield(固定型)球笼式万向节，(固定型)球笼式万向节，通常采用允许传动轴(驱动轴)夹角变化。允许传动轴(驱动轴)夹角变化。桑塔纳2000奥迪、奥拓、丰田、2000、桑塔纳2000、奥迪、奥拓、丰田、日产等上海捷迈公司生产的固定型球笼式万向节InnerRaceBallsCageOuterRace圆弧槽滚道型球叉式万向节，圆弧槽滚道型球叉式万向节，也是等速万向但每次只有两个钢球传力，节，但每次只有两个钢球传力，传递转矩能力较小;钢球磨损较快，使钢球与滚道间的预紧较小;钢球磨损较快，力减小，会破坏传动的等速性。力减小，会破坏传动的等速性。不适合高速和连续运转工况，较少采用。连续运转工况，较少采用。
二、靠近差速器侧，即内侧的等速万向节靠近差速器侧，通常采用三叉式(三球销式通常采用三叉式(三球销式，Tripod)或伸缩)型球笼式万向节允许传动轴(驱动轴)万向节，型球笼式万向节，允许传动轴(驱动轴)长度和夹角的变化，夹角的变化，以补偿由于前轮跳动和载荷变化引起的轮距变化。起的轮距变化。三球销式组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。组成：三球销支架、三个滚柱轴承、万向节壳。壳为主动件，壳为主动件，沿内圆周均匀开有三条平行于轴线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，线的槽;支架的内花键孔与传动轴内端花键配合，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，球销垂直于半轴轴线，滚柱轴承可沿球销移动，还由平行槽带动运动。还由平行槽带动运动。
等速万向节总成的设计方法
两个 球面 运动 副共 同控制 使 等速万 向节没有 轴 向 运动 ， 因此称 为 中心 固定 型等 速万 向节 ， 品极 限 产 轴 间角大约 为 ４。此类 产 品未 来发 展趋 势是 减轻 ５， 重量 和减小 体 积 ， 具有 高效 性 ， 把轮 毂轴 承 和球笼
件 。一辆 四驱 车 共 由 ６根 等 速 万 向节 总 成 组 成 ， 其 中 ２ 为前 驱半 轴 总成 ， 为 后驱 半 轴 总成 。 根 ２根 它 们连 接在 车 轮 与差 速 器 上 ， 差 速器 的转 矩 传 把 递给 车 轮 ， 称 为驱 动 轴 ； 故 由于 车轮 分左 、 右两 个 轮， 因此需 成 对 安装 ， 又称 为驱 动半 轴 总成 ， 特 其 点 是传 递 转 矩 大 而转 速 低 ； 另外 ２根传 递 发 动机 转 矩 ， 特 点是 传递转 矩 小而转 速高 ， 之为传 动 其 称
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ＩＳ １ ０ Ｓ Ｎ ０ ０－ ７ ２ ３６
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轴承
பைடு நூலகம்
２ ｏ ９期 ０６年
Ｃ ４ Ｎ １—１ ４ ／ Ｈ Ｂ ａｉ ｇ ２ ０ Ｎｏ ９ １８Ｔ ｅ ｒ ０ ６， ． ｎ
等 速 万 向节 总 成 的设 计 方 法
李 科。何 志兵。沈 ， ，
置 变化 。
道按轴线方 向排列 ， 由保持架控 制钢球运动。保 持架 内、 外球面中心相对窗口中心呈对称分布 ， 以 此 来 实现 轴 间 角 的运 动 ， 此类 产 品 具有 滑 移 阻 力
工程机械底盘传动系统构造与检修—传动系统布置方案
中置后驱（MR）式
中置后驱（MR）式（主要用于大中型机械， 特点：有利于实现前、后轴较为理想的轴荷分配，机械的稳 定性好，机械承载能力好。
中置后驱传动系统布置示意图
四轮驱动（4WD）式
四轮驱动传动系统示意图
四轮驱动（4WD）式（主要用于一些施工机械，如装载机、推土机等） 特点：充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能大的 驱动力，提高其通过性；传动系统增加了分动器，动力可以同时传给 前后轮。 优点：驱动能力强，爬坡能力好，能在坏路面或无路地带行驶。
传动系统的布置方案
前置后驱（FR）式
前置前驱（FF）式
后置后驱（RR）式
中置后驱（MR）式
四轮驱动（4WD）式
前置后驱（FR）式
发动机前置后轮驱动布置示意图
前置后驱（FR）式机械主要用于路面机械，特种机械等。
特点：传动路线较长，发动机只能采用纵置布置，主减速器必须采 用圆锥齿轮传动，用于改变转矩的旋转平面，但是后轮可以得到的 驱动力较大。
优点：附着力大、发动机散热好、离合器、变速器操纵机构简单， 前、后轮的轴荷分配比较合理。
缺点：传动轴长，不仅增加了整车质量，而且影响传动效率。
前置前驱（FF）式
前置前驱（FF）式机械主要用于小型机械，如小 型扫地机等 特点：无万向节和传动轴，传动线路结构简单，路线短，车身底 板可以降低，有助于提高高速时的行驶稳定性。
新型等速万向节——环叉式万向节的基本理论与匀速性分析
全重合在一个几何平面里会发生实体干涉 ．其实解
决这 问题 的方法很 简单 ， 将其 中一 个 十字轴 制成“ 虚
体”另一个仍为“ ， 实体” “ ，虚～实” ＝者重叠在一起 ，
５ Ｃ ｒｏ ａ ｔｎＧ ｅ ａ． ｈ 函 Ｉｏ ｒｃｉｎＭｏ 搞ｅ ｓ ｎＴ ｅＬ ｗ— ｌ ｔ １ Ｔ ｅＥ ｔ ｆＦ ｔ ｉ ｏ ｄ ｒｏ ｈ ｏ Ｓ ｅｄ ｒｃｉｎ Ｄ ｅ Ｆ ｔ Ｃｈｒ ｃ ｒ ｔ ｓ ｆ Ａｕａ ｔ Ｔ ａ ｓ ｓｉｎ ｉ ａ ａａ ｔ ｉ ｉ ｏ ｔｍａｉ ｒｎ ｍｉｓｏ ｅｓｃ ｃ Ｆｕｄ ｓｒｅ ｔ ｃ ｎ ｉｇＦ ｍｅＭｉｒ＊ ｐ Ｓ ｐ ｒ ｌｉｓＯｂｅｖ ｗ ｈＳ ａ ｎｎ ｏ ｃｏｃ ｙ ＡＥｐ ｅ ｄ ｉ ｏ ａ
ｍ ｘｍ ｍ ｔｔ ｇａ ｓ ｉｅｅ ｃ ≤Ｏ ３ ， ａｅｒａ ｈ ｄｔｅｌ ｅ ｆ ｄ ａ ｃ Ｚ Ｐ Ａ ｔｐ ｊｍ ｓ ｂ ｅｐ ｐ ｒ ａｉ ｕ ｒ ａ ｎ ｒ ｌ ｄｆ ｒｎ ｅ△ ｏ ｉ Ｉｅ 。 ｈ ｖ ｃ ｅ ｖ ｌ ｏ ｖ ｅＲ Ｅ Ｐ ｅｃ ｏ ｌ ｈ ａ ， ｅ ｈ ｅ ｓ ａ ｎ ｙ ｉ ｔ ｅ
【 摘要 】 等建万向节 是发动机前置前驱动轿车的关键部件 ， 目前广泛采用球笼式万向节 ， 但其加工精 度要 求高 ， 因
而价格较高 。环叉式 万向节是一种高性 能的新型 等速 万向节 ， 而且易于 加工 ． 其两项 主要 技术指 标 ： 大工作 夹角 最 ａ ￣＞４ 最大转角差△‰ ≤０３， ２， 。 均达到 了代表 国际先进水平 的球笼式万向节的水平 。文中介绍 了环叉式 万向节的 基本理论 ， 并分析了其匀速性。
轿车传动轴的设计与校核
潍坊科技学院学士学位论文
毕业设计
轿车传动轴的设计与校核
2012年5月
摘要
传动轴是组成机器零件的主要零件之，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不承受弯矩。应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速，在强度计算中，由于所取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大，本文讨论的传动轴工艺设计方法，并根据现行规范增添了些表面处理的方式比如表面发兰。
提出一种三点接触沟道截面形式的球笼式等速万向节，其钟形壳外沟道的沟道截面形式为圆弧沟道，星形套内沟道的沟道截面形式为椭圆沟道或双心弧沟道。对其内、外沟道结构进行设计，并利用 H e r t z 接触理论进行接触应力的计算。结果表明，三点接触沟道能减小内、外沟道接触应力，改善其内部接触状况。
关键词：球笼式等速万向节；三点接触沟道；接触应力；计算
ABSTRACT
Drive shaft is composed of the main parts of the machine parts, all do rotary movement of the transmission parts (such as: gear, worm gear, etc.) must be installed on the shaft to movement and power transmission, driving shaft is often used in the connection between the transmission and drive axle. The shaft is longer than the general, and high speed, can withstand the torque under bending moment. Should make the shaft has enough stiffness and high critical speed, the strength calculation, due to take the safety coefficient is larger, so that the size of the shaft is too big, this article discusses the transmission process design method, and according to the current specification adds some surface treatment way, such as hair surface.
汽高班《汽车底盘》期终试卷及答案
汽高班《汽车底盘》期终试卷班级姓名得分
一、单项选择题（共40分，每题2分）
1.下面万向节中属于等速万向节的是（ C ）
A. 十字轴式
B.双联式
C. 球笼式
D.三销式
2.变速器锁止装置中的互锁装置的作用是防止（ D ）。
A．自动挂档 B．跳档 C．误挂入倒档 D．同时挂两个档位3.离合器传动钢片的主要作用是（ A ）
A．将离合器盖的动力传给压盘 B．压盘的动力传给离合器盖
C．固定离合器盖和压盘 D．起到动平衡起用
4.前轮前束的调整，是调整（ D ）来实现的。
A.转向节臂
B. 侧拉杆
C.纵拉杆
D. 横拉杆
5.主减速器的主要作用是：( B )
A.减小转速.减小扭矩
B.降低转速.增大扭矩
C.增大转速.减小扭矩D．都不正确
6.所列四个字母中哪个在自动变速器上表示行驶档（ D ）。
A.P
B.N
C.R
D.D
7.行星齿轮变速传动元件中不包括（ B ）。
A.行星齿轮
B.行星齿轮架
C.太阳轮
D.齿圈
8.两轴式变速器适用于( A )的布置型式。
A.发动机前置前驱动 C.发动机前置全轮驱动
B.发动机后置后驱动 D.发动机前置后轮驱动
9.以下换档执行元件中，( B )的工作是固定的。
A.离合器
B.制动器
C.单向离合器
D.接合套10.三轴式齿轮变速器中间轴齿轮的旋转方向（ D ）。
A.在汽车前进时与第一轴相同；
B.在汽车倒退时与第一轴相同；
C.在汽车前进时与第一轴相反，倒退时与第一轴相同；
D.在汽车前进时和倒退时都与第一轴相反。
11.直齿滑动式手动变速器的换挡装置用于（ A ）传动的挡位。
A．直齿轮 B．斜齿轮 C．螺旋齿轮 D.都可以
机械设计基础任务3 认识联轴器
图3-35
弹性套柱销联轴器
任务实施
2.挠性联轴器
4）弹性柱销联轴器
弹性柱销联轴器与弹性套柱销联轴器结构也相似，只是柱销材料为尼龙，柱销形 状一端为柱形，另一端制成腰鼓形，以增大角度位移的补偿能力，如图3-36所示。
图3-36
弹性柱销联轴器
任务实施
4. 联轴器在汽车上的应用
万向联轴器在汽车上又叫做万向节，常应用于汽车传动轴和转向系统的联接。
任务实施
1.刚性联轴器
1）凸缘联轴器
凸缘联轴器是刚性联轴器中应用最广泛的一种，是由两个带凸缘的半 联轴器用螺栓联接而成，如图3-31所示，半联轴器与两轴之间用键联接。
图3-31
凸缘联轴器
任务实施
1.刚性联轴器
2）套筒联轴器
套筒联轴器是利用公用套筒，并通过键、花键或锥销等刚性联接件，以实现两 轴的联结。套筒联轴器的结构简单，制造方便，成本较低，径向尺寸小，但装拆不 方便，需使轴作轴向移动，如图3-32所示
任务拓展
2.万向节类型
主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时不相等的万向节，称为 不等速万向节。主、从动轴的角速度在两轴之间的夹角变动时仍然相等的 万向节，称为等速万向节。它们主要用于转向驱动桥、断开式驱动桥等的 车轮传动装置中，主要用于轿车中的动力传递。当轿车为后轮驱动时，常 采用十字轴式万向节，当轿车为前轮驱动时，则常采用等速万向节。
汽车前轮是如何转向？
汽车前轮是如何转向？
汽车一般都是前驱的，前置前驱（Front-engine Front-wheel drive layout FF）指引擎前置在车头，由前轮驱动整辆汽车的方式。说得简单一点就是，驱动靠的是内外球笼以及中间的半轴，而转向靠的是方向机拉动球头，带动轮胎转向。当然了，轮胎转的时候外球笼也是转的，外球笼是万向节性质的，能上下左右转动！请关注：容济点火器
前轮驱动的汽车上，发动机一般是横向安装的，即气缸的排列方向与车的行走方向垂直，但是也有少数车型的发动机采用纵向安装。前轮驱动的车辆通常发动机和变速箱也都在汽车前部。
前轮驱动汽车的动力，要从由发动机、变速器和主减速器组成的动力总成直接传送到前轮。而前轮既是驱动轮，又是转向轮，转向时偏转的角度很大，最大可达400以上。这时，就不能采用传统的、偏
转角很小的普通万向传动轴了。因为，普通万向节在偏转角大时，会产生转速和扭矩的较***动。所以，必须应用偏转角大、角速度均匀的等速万向节传动轴才行。
等速万向节的原理和圆锥齿轮啮合的道理相似，由于传力点的位置总是处于两轴夹角的平分面上，因而保证了等速运动。等速万向节的缺点是结构比较复杂，制造工艺精密，成本较高，因此还不能完全代替普通万向节。
等速万向节一般有球笼式等速万向节、球叉式等速万向节和三销式等角速万向节等类型。一般轿车上常见的，是球笼式等速万向节。
前轮驱动用的等速万向节，又分车轮端固定型和差速器端滑动型两种，后者在轴向可以滑动伸缩，以补偿轴向长度的变化。
发动机前置前桥驱动时，发动机可以横置也可以纵置，也可以布置在轴距外、轴距内或前桥上方。不同布置方案对汽车均有影响。这种布置形式主要在发动机排量为2.5L以下的乘用车上得到广泛应用。前置前驱轿车的布局一般都是将发动机横向布置，与设计紧凑的变速驱动桥相连。
万向节
摘要
现代经济型轿车大都采用前轮驱动的布置型式，等速万向节是其中的关键部件之一。目前，汽车传动系统中使用最多的是球笼式和三枢轴式等速万向节连接在一起组成的等速驱动装置。由于等速万向节结构复杂、加工制造精度高、难度大，目前我国主要是引进国外专用设备生产，投资费用很大。为此，国家将等速万向节列为重点扶持的汽车关键零部件项目之一。
本文以国内某厂家发动机前置前驱动轿车等速驱动轴中的球笼式等速万向节和三枢轴式万向节为研究对象，利用三维重构技术建立等速万向节的三维实体模型，继而应用理论计算、试验测量相结合的手段，围绕等速万向节内部接触应力展开了研究。
关键字：等速驱动轴，球笼式等速万向节，赫兹接触理论
ABSTRACT
The modern economical car adopts the pattern of assigning of front-wheel drive mostly,and the constant velocity universal joint is one of the key components among them.At present the constant velocity driving device which is composed of ball basket constant velocity universal joint together with constant velocity universal joint with pivot is used by automobile transmission system mostly.Because the structure of constant velocity universal joint is very complicated,process the precision of making is high,and difficulty of making is large.Our country introduces foreign special-purpose device mainly at present,it is very expensive to make the investment.For this reason,our country have regard constant velocity universal joint as one of the key part project to support especially.
汽车构造(下)-选择题
二、选择题
1.离合器的主动部分包括(A C D )。
A．飞轮 B．离合器盖 C．压盘 D．摩擦片
2.离合器的从动部分包括( C )。
A．离合器盖 B．压盘 C．从动盘 D．压紧弹簧
3.东风EQl090E型汽车离合器的分离杠杆支点采用浮动销的主要目的是（A）
A．避免运动干涉 B．利于拆装 C．提高强度 D．节省材料
4.离合器分离轴承与分离杠杆之间的间隙是为了( D )。
A．实现离合器踏板的自由行程 B．减轻从动盘磨损
C．防止热膨胀失效 D．保证摩擦片正常磨损后离合器不失效
5.膜片弹簧离合器的膜片弹簧起到( A B )的作用。
A．压紧弹簧 B．分离杠杆 C．从动盘 D．主动盘
6.离合器的从动盘主要由(A B D )构成。
A．从动盘本体 B．从动盘毂 C．压盘 D．摩擦片
7．汽车离合器的主要作用有( BC )
A、保证汽车怠速平稳
B、使换挡时工作平稳
C、防止传动系过载
D、增加变速比
8．下列不属于汽车离合器部分的是( BC )
A、分离轴承
B、曲轴
C、带轮
D、从动盘
9．在正常情况下，发动机工作，汽车离合器踏板处于自由状态时( B )
A、发动机的动力不传给变速器
B、发动机的动力传给变速器
C、离合器分离杠杆受力
D、离合器的主动盘与被动盘分离
10．下列说法正确的是( AC )
A、汽车离合器操作要领要求是分离时要迅速、彻底，结合时要平顺、柔和
B、汽车离合器有摩擦式、液力耦合式和带式等几种
C、离合器从动盘有带扭转减振器和不带扭转减振器两种形式
D、离合器的压盘压力越大越好
11．下列说法正确的是( AD )
汽车设计复习重点
汽车设计复习重点
共性问题：
具备较强的识图能力，能从汽车典型总成装配图中识别出关键零部件。并以此分析该总成的基本性能。
具备应用本书中主要零部件强度校核公式的能力。
掌握有关知识，具备初步开展关键总成(零部件)性能分析的能力
分章重点：
1，为什么前置前驱动乘用车有明显不足转向性能？ 9
前轮驱动乘用车的前桥轴荷大，趋于增加不足转向。
2，画汽车总布置图用到的基准线（面）有哪些？各基准应如何确定？36
一、整车布置的基准线(面)——零线的确定
1．车架上平面线
定义：车架纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线。
作用：作为垂直方向尺寸的基准线（面），即z坐标线。向上为“+”、向下为“-”，该z
线标记为：
2．前轮中心线
定义：通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
作用：纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线。向前为“-”，向后为“+”，该线标x
记为
3．汽车中心线
定义：汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线。
作用：作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。向左为“+”、向右为“-”，该线标y
记为
4．地面线
定义：地平面在侧视和前视图上的投影线。
作用：标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。
5．前轮垂直线
定义：通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线
作用：标注汽车轴距和前悬的基准线。
3，汽车轴距的确定原则是什么？影响轴距大小的主要因素有哪些？轴距的大小会影响汽车那些性能参数？17
确定原则：轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。
汽车基础理论知识
汽车根底理论知识
一、汽车发动机根本工作原理是将燃油在密封汽缸内燃烧，使气体膨胀时的热能推动活塞作功，转变为机械能为汽车的行驶提供动力。
㈠发动机的分类。
按燃料分：汽油、柴油、天然气等发动机。
按冷却方式分：水冷式、风冷式发动机。
按进气方式分：自然吸气式----空气靠活塞的抽吸作用进入气缸内。增压式----在发动机上装有增压器，气体预先经过压缩后再进入气缸。
按点火方式分：压燃式发动机----利用气缸内空气被压缩
后产生的高温使燃油自燃，如柴油机。点燃式发动机----利用火花塞发出的电火花点燃混合气，如汽油机、煤气机。
按实现循环的行程数分：四冲程发动机----活塞移动四个行程或曲轴转两圈气缸内完成一个工作循环。二冲程发动机----活塞移动两个行程或曲轴转一圈气缸内完成一个工作循环。
按气缸数目分：单缸发动机、多缸发动机。
按凸轮轴位置数量划分：SOHC与DOHC发动机。
SOHC----单顶置凸轮轴发动机，适用于2气门发动机；
DOHC----双顶置凸轮轴发动机，适用于多气门发动机。
㈡发动机的参数：包括发动机气缸数、气缸的排列形式、气门、压缩比、排气量、最高输出功率、最大扭矩等。
1、发动机缸数汽车都用多缸发动机。排量1Ｌ以下用3缸；多采用4缸；以上采用6缸；4Ｌ为8缸，Ｌ以上用12缸。在同等缸径下，缸数越多排量越大，功率越高；在同等排量下，缸数越多缸径越小，转速可以提高，从而提升功率。
2、气缸的排列有直列立式、直列卧式、V型。应用较少的还有对置式、H型、X型、星型等。
直列排法(L)发动机的气缸成一字排开，缸体、缸盖和
等速驱动轴传动效率影响因素分析及试验研究
表２ ３种 润 滑 脂 参 数
本 实验 在 室 温下 进 行 ， 为 了保 证 数 据 的 可靠 性， 试 验数 据全 部 为驱动 轴 在对 应 工 况下 预 热 １ Ｏ
ｍｉ ｎ后 开 始 测 量 ． 试验 过程 如下 ：
２ 数 据 分 析
输 入轴 和输 出轴 的功率 分别 等于 它们 的对 应
８ ０ ０ Ｎ ・ｍ ．
Ｘ 型 球 笼 式 万 向 节 和 Ｙ 型 球 笼 式 万 向 节 的 制
造 精度 一致 ， 区别仅 在于 钢球 数 目， Ｘ型球 笼 式 万
向节具 有六 个钢 球 ， Ｙ 型具有 八个 钢球 ． 优 质 三 球
另外， 为 了模 拟 该 车 型 在直 行 和 转 弯 过 程 的 工况， 选 取 两 万 向 节 与 中 间轴 夹 角 均 为 ３ 。 ， ５ 。 和 １ Ｏ 。 三种情 况进 行 试 验 以定 量 分 析 直 行 过 程 中夹 角对驱 动轴 效率 的影 响．
）７０
图 ４ 钢 球 数 目对 传 动 效 率 的影 响
２ ． ４ 夹 角 对 驱 动 轴 效 率 的 影 响
９ ９ ２
图 ５为 当 转 速 为 １ ６ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ， 转 矩为 １ ０ ０
９ － ÷ ＿ ． ｉ ％ ． 萱 ＿
Ｎ・ ｍ时 ， Ａ 组 至 Ｆ组 在 三 种 等 夹 角 状 态 下 的 传
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球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一，其性能和寿命与接
触应力密切相关，万向节疲劳破坏的特征是常在滚道表面造成麻坑、剥落和点
蚀。因此，球笼式等速万向节接触应力的分析与计算对于等速万向节的设计显
得尤为重要[2]。
万向节和传动轴的作用是在不在同一轴线上的轴之间传递运动和转矩。由
于球笼式和三枢轴式等速万向节的结构形式不同，因而它们的转矩传递方式也
不尽相同。对于球笼式万向节，传递扭矩的元件是钟型壳、钢球与星形套；对
于三枢轴式万向节，传递元件是筒形壳、球形套圈、滚针和三轴柱。因此，在
确定滚动体与滚道之间的接触应力时应区别对待。
关于球笼式万向节的接触应力，国内的王良模、卢强等对伯菲尔德等速万
向节采用解析方法，假设接触区处于弹性应力状态，且接触面尺寸比物体接
[13]
触点曲率半径小得多，引用Hertzian 理论求解出接触应力，接触面的最大应力
发生在接触椭圆中心。
由于内滚道接触点的曲率半径小于外滚道接触点的纵向曲率半径，因此内
滚道的接触椭圆比外滚道的接触椭圆小，内滚道的接触应力大于外滚道上的应
力值，从而使内滚道就比外滚道易于磨损，疲劳寿命较短。
当滚动体与轨道间为点接触时，运用经典的Hertzian 理论可以求得滚动体
汽车等速驱动轴的结构强度主要取决于万向节关键零件间的接触强度，对
于球笼式等速万向节来说其分析的重点是钢球与星形套和钟形壳滚道之间的
接触应力，尤其是钢球和星形套滚道之间的接触应力
②球笼式万向节
球笼式等速万向节（亦称球笼式万向联轴器）如图1-7所示，是一类容许两相交轴间有较大角位移的联轴器，它是目前应用最为广泛的等速万向节。球笼式等速万向节主要由钟形壳、星形套、钢球和保持架（亦称球笼）构成。钟形壳的内径球面与保持架的外径球面组成一个转动定心球面副；保持架的内径球面与星形套的外径球面也组成一个转动定心球面副。两个球面副的球心重合于两轴轴线的交点。钢球一般为六个，相应地，保持架有六个周向腰鼓形槽，以在其轴向方向夹持六个钢球。在钟形壳的内径球面上，周向等分地开有六个环面内槽；在星形套的外径表面上，也周向等分地开有六个窝面外槽。它们分别与六个钢球共轭接触，以传递运动和扭矩。钟形壳一般通过螺栓与驱动轴（或被驱动轴）连接；星形套通过花键与被驱动轴（或驱动轴）相连接。环面的轴线偏离两轴轴线的交点（球面副的球心），钟形壳、星形套环面的轴线偏心量应相等。环面的素线是一段圆弧。环面的母线是不完整的半椭圆曲线。因为在传递扭矩过程中，钢球既和钟形壳相接触又同时和星形套接触，同一个钢球的角速度ω相等，因此ω钟=ω球=ω星，就是说固定端具有同步等速性。这种等速万向节无论转动方向如何，六个钢球全都传递转矩，它可在两轴之间的夹角达35°～37°的情况下工作[3][4][5][6]。
球笼式万向节与十字轴式刚性万向节相比，具有单节瞬时同步、两轴间角位移大、效率高、安装拆卸方便、能承受重载及冲击载荷等突出优点。球笼式等速万向节是轿车关键部件之一，它直接关系到汽车转向驱动性能。但是，球笼式等速万向节因其加工制造精度高、难度大，国产球笼式等速万向节由于回转方向间隙原因会产生很大的噪音和振动，当球笼式等速万向节回转方向间隙过大，内部零件之间发生干涉时，等速万向节会产生冲击、噪音。此外，它
还会受到其他驱动系的影响产生振动，所以，对大幅度减少回转方向间隙的要求比较强烈。通过选配来减少内、外圈与钢球之间的间隙是减少等速万向节间隙的一种常用的简便方法[7]。
图1-7 球笼式等速万向节
1.钟形壳
2.星形套
3.钢球
4.保持架
机械领域里，有一个很重要的基础件，称为万向节。它是连接轴与轴之间的联轴节，主要应用在两个轴之间不同轴或不同心的场合。与其它的齿轮传动、带传动、链传动机构相比，万向节传动机构有着独特的、其它机构不能代替的优点，当需要将一根轴上的扭矩或传动以较大的轴间夹角传到相距较远、且角度可能变化的另一根轴时，往往只能选择万向节传动机
构来实现。其作用在航空航天、机床、机械、尤其是汽车领域非常重要。
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