VOITH 万向传动轴 型录
万向传动轴设计实例
万向传动轴设计说明书商用汽车万向传动轴设计摘要万向传动轴在汽车上应用比较广泛。
发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。
本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。
传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。
伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。
传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。
在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。
关键字：万向传动轴、伸缩花键、十字轴万向节、临界转速、扭转强度目录一、概述 (04)二、货车原始数据及设计要求 (05)三、万向节结构方案的分析与选择 (06)四、万向传动的运动和受力分析 (08)五、万向节的设计计算 (11)六、传动轴结构分析与设计计算 (17)七、法兰盘的设计 (19)八、参考文献 (20)一、概述汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。
主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。
在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动（图1—1a、b）。
当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段，万向节用三个。
此时，必须在中间传动轴上加设中间支承。
在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。
万向传动轴设计
压力铸造
利用高压将金属液注入模具， 适用于小型零件。
离心铸造
利用离心力进行铸造，适用于 管状和套筒类零件。
锻造工艺
自由锻造
通过锤击或压力机对金属坯料 进行塑性变形，得到所需形状
的零件。
模锻
在模具中通过压力或冲击力使 金属坯料变形，适用于批量生 产。
辗环工艺
通过辗压机对环形坯料进行连 续塑性变形，得到环形零件。
根据动态特性分析结果，对万向 传动轴的结构和材料进行优化设 计，提高其动态性能。
减振降噪
采用有效的减振降噪措施，减小 万向传动轴在工作过程中产生的 振动和噪声，提高整车的舒适性。
04
万向传动轴的制造工艺
铸造工艺
01
02
03
04
砂型铸造
利用砂型模具进行铸造，适用 于大批量生产。
熔模铸造
通过熔模制作精密铸造，适用 于高精度零件。
定期润滑
根据需要定期对万向传动 轴进行润滑，以保证其正 常运转。
定期检查与保养
检查外观
定期检查万向传动轴的外观，查 看是否有裂纹、磨损等现象。
检查紧固件
确保万向传动轴的紧固件（如螺栓、 螺母等）紧固，无松动现象。
检查润滑情况
定期检查万向传动轴的润滑情况， 确保润滑良好。
常见故障及排除方法
传动轴异响
03
万向传动轴的优化设计
轻量化设计
轻量化设计
在满足强度和刚度要求的前提下，通过优化材料、结构、工艺等方式 降低万向传动轴的质量，从而提高整车的燃油经济性和动力性。
材料选择
选用高强度轻质材料，如铝合金、钛合金等，以减小万向传动轴的质 量。
结构优化
采用先进的有限元分析方法对万向传动轴的结构进行优化设计，去除 冗余部分，减小体积和重量。
汽车万向传动轴的共35页word资料
目录1.1 汽车万向传动轴的发展与现状 (2)1.2 万向传动轴设计技术综述 (2)2 万向传动轴结构方案确定 (3)2.1 设计已知参数 (3)2.2 万向传动轴设计思路 (6)2.3 结构方案的确定 (6)3 万向传动轴运动分析................................ 错误!未定义书签。
4 万向传动轴设计 (9)4.1 传动载荷计算 (9)4.2 十字轴万向节设计 (11)4.3滚针轴承设计 (12)4.4传动轴初步设计 (13)4.5 花键轴设计 (14)4.6 万向节凸缘叉连接螺栓设计 (15)4.7 万向节凸缘叉叉处断面校核 (15)5基于UG的万向传动轴三维模型构建 (16)5.1万向节凸缘叉作图方法及三维图 (16)5.2万向节十字轴总成作图方法及三维图 (17)5.3 内花键轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (25)5.4 花键、轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (2618)5.5万向传动轴总装装配方法及三维图 (27)6 万向传动装置总成的技术要求、材料及使用保养 (29)6.1普通万向传动轴总成的主要技术要求 (29)6.2万向传动轴的使用材料 (29)6.3 传动轴的使用与保养 (30)7 结论 (31)总结体会 (32)谢辞 (33)附录1外文文献翻译 (34)附录2模拟申请万向传动轴专利书 (48)【参考文献】 (52)1引言1.1 汽车万向传动轴的发展与现状万向传动装置的出现要追溯到1352年，用于教堂时钟中的万向节传动轴。
1663年英国物理学家虎克制造了一个铰接传动装置，后来被人们叫做虎克万向节，也就是十字轴式万向节，但这种万向节在单个传递动力时有不等速性。
1683年双联式虎克万向节诞生，消除了单个虎克万向节传递的不等速性，并于1901年用于汽车转向轮。
上世纪初，虎克万向节和传动轴已在机械工程和汽车工业中起到了极其重要的作用。
1908年第一个球式万向节诞生，1926年凸块式等速万向节出现，开始用于独立悬架的前轮驱动轿车和四轮驱动的军用车的前轮转向节。
被广泛应用的VOITH液力传动产品
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５ ｋ ｑ２ ０ Ｗ。 ２０ Ｔ系列全液 ３ ０ Ｗ ￣４ ０ ｋ 代表 产品是Ｌ ２ 型 工业服务领域 。 长期 以来 ， Ｉ Ｈ一直 应用上可 以分 为三大系列 ： ＶＯ Ｔ ３ ０ Ｗ） Ｌ １型（５ ｋ 、 ２ 型 １ Ｌ Ｌ 专注于铁 路机 车车 辆用液 力传 动产品 力传动箱 ； 系列全液 力传动箱 ； Ｒ系 （５ ｋ 、 ３ ６ ０ Ｗ） Ｌ５ ０ 的开发和制造， 其产品和技术 在业 内一 列液力换向传动箱， 图１ 见 。 直享有良好声誉。 ｖ Ｔ ＯＩ Ｈ一直对中国市场非常 重视。
至今 ， Ｏ Ｔ ＵＲＢ 业 务 部 共 在 中国 Ｖ ＩＨ Ｔ Ｏ 投入 建成了 ９ 个工 厂 和 办 事 处 。 中， 其
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万向传动轴设计范文
万向传动轴设计范文万向传动轴（Universal Joint Shaft）是一种能够实现两个轴线的不同角度传动的机械传动装置，广泛应用于汽车、机械设备和工业生产线等领域。
本文将详细介绍万向传动轴的设计原理、结构特点以及设计优化方法。
一、设计原理当传动输入轴转动时，中心轴通过两个交叉连接轴的连杆传递旋转力矩，并使输出轴也产生旋转。
由于交叉连接轴的特殊结构，万向传动轴能够使传动输入轴和输出轴存在不同的旋转角度，从而解决了轴线不同角度对传动的限制。
二、结构特点在设计过程中，需要考虑以下几个关键参数：1.轴间角度：指传动输入轴与输出轴之间的夹角。
该角度越大，传动轴工作时的额定转速越低，并且还会增加传动过程中的振动和噪音。
2.传动扭矩：表示输入轴传递给输出轴的力矩大小。
在设计中需要根据传动系统的需求确定传动轴的最大扭矩。
3.长度和直径：传动轴的长度和直径需要根据具体应用条件和承载要求进行确定。
三、设计优化方法在进行万向传动轴的设计时，可以采用以下几种优化方法：1.结构材料选择：传动轴的结构材料对其承载能力和耐久性具有重要影响。
可以通过优化材料选择，如选用高强度合金钢，来提高传动轴的耐久性能。
2.回转角度优化：通过合理设计传动轴的长度和交叉板角度，使得传动轴的回转角度在设计范围之内，从而提高传动效率并减少振动和噪音。
3.杆件直径优化：传动轴的杆件直径直接影响其承载能力。
可以采用有限元分析方法来优化杆件的直径，以满足传动系统的扭矩和振动要求。
4.轴承选择与布局：传动轴的轴承选择与布局对其旋转平衡性和耐久性有重要影响。
可以通过优化轴承的类型和布局，如选用角接触球轴承和双排球轴承，来提高传动轴的工作稳定性和寿命。
总之，万向传动轴作为一种重要的机械传动装置，在众多领域都有广泛应用。
其设计涉及到结构原理、材料选择、回转角度优化、杆件直径优化以及轴承选择与布局等多个方面，需要综合考虑承载能力、回转角度和振动噪音等设计要求，以实现传动系统的高效、稳定和可靠工作。
万向传动轴简介
万向传动轴简介 挠性万向节优点：结构简单， 挠性万向节优点：结构简单，使用中不需润 并能缓冲传动系中的高峰冲击载荷， 滑，并能缓冲传动系中的高峰冲击载荷，减少传 动系中的扭转振动及消除在某种工况下传动系发 生共振现象的可能。 生共振现象的可能。且由它所连接的两轴之间可 轴向位移。 有3°～5°的夹角和 ～2mm轴向位移。 ° °的夹角和1～ 轴向位移 因此挠性万向节应用于传动系， 因此挠性万向节应用于传动系，对提高机件 的可靠性与使用寿命均有良好的效果。 的可靠性与使用寿命均有良好的效果。但挠性万 向节对橡胶的质量要求较高，因此给它的广泛使 向节对橡胶的质量要求较高， 用受到很大的限制。 用受到很大的限制。
万向传动轴简介 规定， 规定，同时还要求它的价格更具有竞争性和质量 尽可能的小。 尽可能的小。 在良好的密封和润滑条件下， 在良好的密封和润滑条件下，限制这些部件 寿命的主要因素是经过数百万次运转的材料的疲 劳强度。在不良密封条件下，其寿命取决于腐蚀； 劳强度。在不良密封条件下，其寿命取决于腐蚀； 如果存在污染，会使磨损加剧。 如果存在污染，会使磨损加剧。为了计算传动轴 的使用寿命，假设它处于某种状态（ 的使用寿命，假设它处于某种状态（即密封和润 滑条件良好）之下。 滑条件良好）之下。
万向传动轴简介 万向节种类 不等速万向节（ 不等速万向节（十字轴式Spider ） 准等速万向节（双联式、凸块式、 准等速万向节（双联式、凸块式、 三销轴式） 三销轴式） 等速万向节（球笼式、球叉式） 等速万向节（球笼式、球叉式）
（Weiss） ） （Rzeppa） ）
刚性万向节
挠性万向节（具有缓冲减振作用 ）
万向传动轴简介 等速节优点：用一个万向节把两轴连接起来， 等速节优点：用一个万向节把两轴连接起来， 并使这两轴以相同或相近似的转速旋转。 并使这两轴以相同或相近似的转速旋转。一般用 于前轮前驱或独立悬架的汽车， 于前轮前驱或独立悬架的汽车，用来把半轴上的 扭矩直接传给驱动轮， 扭矩直接传给驱动轮，并保证半轴和车轮等速旋 以利于它们在大角度范围内能够正常工作。 转，以利于它们在大角度范围内能够正常工作。
万向传动轴
万向传动轴1. 引言万向传动轴（Universal Joint），是一种重要的机械传动零件，通常用来连接两个不处于同一轴线上的转动部件，在实现轴向传动的同时允许一定角度的偏转。
它的结构简单但功能强大，常被用于汽车、工业机械和船舶等领域，为机械系统的传动效率和运动灵活性提供了重要保证。
本文将介绍万向传动轴的结构、工作原理、优缺点以及应用领域，以增进对这一机械传动零件的理解。
2. 结构与工作原理万向传动轴万向传动轴2.1 结构万向传动轴由两个相互垂直的轴组成，分别称为输入轴和输出轴。
它们通过一个十字形的连接件连接在一起。
连接件的其中两条臂连接输入轴，另外两条臂连接输出轴。
在连接件的四个角上，分别配备了一个单向的万向节，用于补偿输入轴和输出轴之间的偏移和角度变化。
2.2 工作原理当输入轴旋转时，万向节会根据其结构特点使输出轴产生相应的偏转。
这是通过旋转输入轴和驱动轴连接件的角度传递到输出轴实现的。
万向传动轴通过使输出轴的转动方向与输入轴垂直来实现角度偏转。
万向节的结构使得输出轴能够在一定程度上自由运动，从而使得机械系统能够适应不同的工作条件和角度要求。
然而，由于万向传动轴的结构限制，当角度过大或转速过高时，可能会引起振动和噪声等问题。
3. 优缺点3.1 优点•能够将两个不处于同一轴线上的转动部件连接在一起，实现轴向传动。
•允许一定角度的偏转，提供了机械系统的运动灵活性。
•结构简单，制造成本相对较低。
3.2 缺点•角度偏转过大或转速过高时可能引起振动和噪声。
•传动效率相对较低，存在能量损耗。
4. 应用领域万向传动轴广泛应用于各个领域中，下面是几个常见的应用领域：•汽车：用于传输引擎动力至驱动轴，使车辆能够转弯并适应地形变化。
•机械工业：用于连接旋转部件，如电机和传动装置，实现不同角度的传动。
•航空航天：用于飞机起落架、旋翼等部件的传动，提供灵活性和适应性。
5. 总结万向传动轴作为一种重要的机械传动零件，在各个领域中都有着广泛的应用。
汽车设计万向传动轴设计
(a) 具有球面对中机构的挠性万向节 (b) 具有轴向变形的挠性万向节
中北大学 机电工程学院 车辆与动力工程系
《汽车设计》 第四章 万向传动轴设计
§ 4-2 万向节结构方案分析
四、挠性万向节
六角环形橡胶圈
所用橡胶的 力学特性： 抗拉强度 相对收缩率 肖氏硬度 挤压应力 切变模量G 工作温度 。。。
万向节(Universal Joint)的功用 万向节传动用于不同轴线的
两轴间或在工作过程中相对位置 不断变化的两轴间的动力传递 （转矩和旋转运动）。
中北大学 机电工程学院 车辆与动力工程系
《汽车设计》 第四章 万向传动轴设计
§4.1 万向传动概述
二、万向传动轴设计应满足的基本要求
（1）保证所连接的两轴相对位置在预定范围内 变动时，能可靠的传递动力 （2）保证所连接的两轴尽可能等速旋转。 （3）由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动 和噪声应在允许范围内 （4）传动效率高，使用寿命长 （5）结构简单，容易维修。
《汽车设计》 第四章 万向传动轴设计
§4.1 万向传动概述
一、万向传动轴的组成与功用 二、万向传动轴设计应满足的基本要求 三、万向传动轴的应用 四、万向节的分类
中北大学 机电工程学院 车辆与动力工程系
《汽车设计》 第四章 万向传动轴设计
§4.1 万向传动概述
一、万向传动轴的组成
汽车上的万向传动轴主要由万向节、传动轴（轴 管及伸缩花键）组成，对长轴距汽车，还加装有 支撑装置。
用途：多用于军用越野转向驱动桥
中北大学 机电工程学院 车辆与动力工程系
《汽车设计》 第四章 万向传动轴设计
§ 4-2 万向节结构方案分析
二、准等速万向节 2. 凸块式万向节
万向传动轴说明书
万向传动轴设计说明书商用汽车万向传动轴设计摘要万向传动轴在汽车上应用比较广泛。
发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。
本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。
传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。
伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。
传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。
在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。
关键字：万向传动轴、伸缩花键、十字轴万向节、临界转速、扭转强度目录一、概述 (04)二、货车原始数据及设计要求 (05)三、万向节结构方案的分析与选择 (06)四、万向传动的运动和受力分析 (08)五、万向节的设计计算 (11)六、传动轴结构分析与设计计算 (17)七、法兰盘的设计 (19)八、参考文献 (20)一、概述汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。
主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。
在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动（图1—1a、b）。
当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段，万向节用三个。
此时，必须在中间传动轴上加设中间支承。
在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。
万向传动轴的设计参数
万向传动轴的设计参数第一组1-1 微型客车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。
2、确定传动系的传动比。
3、设计万向节和传动轴。
4、编制设计说明书。
二、原始条件：车型微型客车驱动形式FR4×2发动机位置前置最高车速U max=110km/h最大爬坡度i max≥30%汽车总质量m a=1410kg满载时前轴负荷率40%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=3496×1445×1841mm3迎风面积A≈0.85 B a×H a空气阻力系数C D=0.6轴距L=2200mm前轮距B1=1440mm后轮距B2=1420mm车轮半径r=300mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、四挡第二组-14-1 中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。
2、确定传动系的传动比。
3、设计万向节和传动轴。
4、编制设计说明书。
二、原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速U max=90km/h最大爬坡度i max≥28%汽车总质量m a=9290kg满载时前轴负荷率25.4%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=6910×2470×2455mm3轴距L=3950mm前轮距B1=1810mm后轮距B2=1800mm迎风面积A≈B1×H a空气阻力系数C D=0.9轮胎规格9.00—20或9.0R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡第二组-26-1 中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。
2、确定传动系的传动比。
3、设计万向节和传动轴。
4、编制设计说明书。
二、原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速U max=80km/h最大爬坡度i max≥30%汽车总质量m a=9100kg，前轴2900kg，后轴6200kg外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=6800×2400×2130mm3轴距L=3710mm前轮距B1=1740mm后轮距B2=1720mm迎风面积A≈B1×H a空气阻力系数C D=0.9轮胎规格8.25—20或8.25R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡第三组2-1 轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。
第四章 万向传动轴设计
•式中，d1 为十字轴轴颈直径；d2 为十字轴油道孔直径；s 为 合力 F 作用线到轴颈根部的距离；[σw]为弯曲应力许用值， 为250～350MPa。
• 十字轴轴颈的切应力 τ 应满足
4F 2 2 （d1 d 2 )
式中，[τ]为切应力 τ 许用值，为 80～120MPa。
值与最小值之间每一转变化两次。
附加弯曲力偶矩的分析
具有夹角 的十字轴万向节，仅在主 动轴驱动转矩和从动轴反转矩的作用下是 不能平衡的。从万向节叉与十字轴之间的 约束关系分析可知，主动叉对十字轴的作 用力偶矩，除主动轴驱动转矩T1之外，还 ' 有作用在主动叉平面的弯曲力偶矩 T 。同 1 理，从动叉对十字轴也作用有从动轴反转 ' 矩T2和作用在从动叉平面的弯曲力偶矩T2 。 在这四个力矩作用下，使十字轴万向节得 以平衡。 当主动叉 1 处于0和 时位置时（图4
变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传 动轴。在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。
第二节 万向节结构方案分析
万向节分为刚性万向节和挠性万向节。
刚性万向节可分为不等速万向节（如十字轴式）、准等速万向节 （如双联式、凸块式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式
等）。
不等速万向节是指万向节连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动的万向节。
图4-5 十字轴万向节的力偶矩
1 = b) 1 = /2， 1 =3 /2 a) 1 =0，
当主动叉 1 处于 /2和3 /2位置时 （图4-5b），同理可知 T2=0，主 动叉上的附加弯矩T1' =T1tanα。 分析可知，附加弯矩的大小是 在零与上述两最大值之间变化，其 变化周期为 ，即每一转变化两次。 附加弯矩可引起与万向节相连零部 件的弯曲振动，可在万向节主、从 动轴支承上引起周期性变化的径向 载荷，从而激起支承处的振动。因 此，为了控制附加弯矩，应避免两 轴之间的夹角过大。
万向传动轴设计说明书
万向传动轴设计说明书万向传动轴设计1.1概述...............................................................021.1结构方案选择...................................................031.2计算传动轴载荷................................................041.3十字轴万向节设计.............................................051.4传动轴强度校核................................................071.5传动轴转速校核及安全系数.................................071.6参考文献 (09)万向传动轴通常就是由万向节、传动轴和中间车轴共同组成。
主要用作在工作过程中相对边线不断发生改变的两根轴间传达转矩和转动运动。
万向传动轴设计应当满足用户如下基本建议：1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。
2.确保所相连接两轴尽可能SWEEPS运转。
3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。
4.传动效率高，使用寿命短，结构直观，生产便利，修理难等。
变速器或分动器输入轴与驱动桥输出轴之间广泛使用十字轴万向传动轴。
在转为驱动桥中，多使用SWEEPS万向传动轴。
当后驱动桥为单一制的弹性，使用万向传动轴。
1.传动轴与十字轴万向节设计要求1.1结构方案挑选十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，但所连接的两轴夹角不宜太大。
当夹角增加时，万向节中的滚针轴承寿命将下降。
普通的十字轴式万向节主要由主动叉，从动叉，十字轴，滚针轴承及轴向定位件和橡胶封件等共同组成。
1.组成：由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承、轴向定位件和橡胶密封件组成2.特点：结构直观、强度低、耐久性不好、传动效率高、成本低，但夹角不必过小。
汽车万向传动轴的
汽车万向传动轴的目录1.1 汽车万向传动轴的发展与现状 (4)1.2 万向传动轴设计技术综述 (4)2 万向传动轴结构方案确定 (6)2.1 设计已知参数 (6)2.2 万向传动轴设计思路 (8)2.3 结构方案的确定 (9)3 万向传动轴运动分析 (12)4 万向传动轴设计 (13)4.1 传动载荷计算 (13)4.2 十字轴万向节设计 (14)4.3滚针轴承设计 (15)4.4传动轴初步设计 (16)4.5 花键轴设计 (17)4.6 万向节凸缘叉连接螺栓设计 (18)4.7 万向节凸缘叉叉处断面校核 (19)5基于UG的万向传动轴三维模型构建 (21)5.1万向节凸缘叉作图方法及三维图 (21)5.2万向节十字轴总成作图方法及三维图 (23)5.3 内花键轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (25)5.4 花键、轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (26)5.5万向传动轴总装装配方法及三维图 (27)6 万向传动装置总成的技术要求、材料及使用保养 (29)6.1普通万向传动轴总成的主要技术要求 (29)6.2万向传动轴的使用材料 (29)6.3 传动轴的使用与保养 (30)7 结论 (31)总结体会 (32)谢辞 (33)附录1外文文献翻译 (34)附录2模拟申请万向传动轴专利书 (48)【参考文献】 (52)1.1 汽车万向传动轴的发展与现状万向传动装置的出现要追溯到1352年，用于教堂时钟中的万向节传动轴。
1663年英国物理学家虎克制造了一个铰接传动装置，后来被人们叫做虎克万向节，也就是十字轴式万向节，但这种万向节在单个传递动力时有不等速性。
1683年双联式虎克万向节诞生，消除了单个虎克万向节传递的不等速性，并于1901年用于汽车转向轮。
上世纪初，虎克万向节和传动轴已在机械工程和汽车工业中起到了极其重要的作用。
1908年第一个球式万向节诞生，1926年凸块式等速万向节出现，开始用于独立悬架的前轮驱动轿车和四轮驱动的军用车的前轮转向节。
传动轴介绍
F2j ＝ ＝
L2
T 2
T1 sin L2
（4-4）
式中， L 为万向节中心至从动叉轴支承间的距离。 此时，万向节也承受与上述力大小相等、方向相反的力。 与此方向相反的反作用力矩则由主动叉轴的支承承受。同 样，T1 使主动叉轴支承承受周期性变化的径向载荷，万向 节也承受与其大小相等、方向相反的力。在从动轴支承和 万向节上造成大小相等、方向相反的侧向载荷为
挠性万向节能减小传动系的扭转振动动载荷和噪声结构简单使用中不需润滑一般用于两轴间夹角不大一般为3和有很小轴向位移的万向传动场合如它常在乘用车三万向节传动中被用来作为靠近变速器的第一万向节或在载质量较大的商用车中用于发动机与变速器之间变速器与分动器之间以消除制造安装误差和车架变形对传动的影响
万向传动轴
分析：1、单十字轴万向节传动 当十字轴万向节的主、从动轴之间的夹角为α时， 主、从动轴的角速度 、 1 2 之间存在如下关系
2 1
=
cos 1 sin
2
cos 1
2
（4-1）
式中, 1为主动叉转角，定义为万向节主动 叉所在平面与万向节主、从动轴所在平面 的夹角。
由于 cos 1是周期为2π的周期函数，所以 也为同周期的周期函数。当ψ1为0、π时， 达最大 值， = cos ；当ψ1为 2 3 2 时， 达最小值， 、 ＝ cos 。因此，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。
2008.4.28
一 . 组成 二 . 用途 三 . 设计要求 四 . 使用范围 五 . 分类（万向节） 六 . 十字轴式万向节(分析)
一.组 成
万向轴原理
万向轴原理
万向轴是一种可以传递功率和变换转动轴线方向的机械装置，常用于汽车、船舶等交通工具的转向系统中。
其原理基于两个联轴器的组合，通过内部的转动机构使得两个联轴器可以在不同的方向上自由转动。
万向轴一般由两个轴套和一个轴心组成。
其中一个轴套内部有十字形凹槽，另一个轴套内部有十字形凸槽。
两个轴套通过一个轴心连接起来，并且在轴套上装有滚针轴承。
当一个轴套旋转时，轴心会将力传递到另一个轴套上，从而实现转动轴线方向的变换。
通过这种结构，万向轴能够在不同的角度和方向上传递功率。
例如，在车辆转弯时，驱动轴会通过万向轴将动力传递到车轮上，而车轮可以相对车身偏离一定的角度。
同样地，在船舶的转向系统中，万向轴能够将动力从船舵传递到舵叶上，从而改变船舶的航向。
总而言之，万向轴通过内部的转动机构，使得两个联轴器可以在不同的方向上自由转动，从而实现功率传递和转动轴线方向的变换。
它在汽车、船舶等交通工具的转向系统中起到了重要作用。
万向轴工作原理
万向轴工作原理
万向轴是一种能够实现多方向传动的机械装置，其工作原理通过内部复杂的结构实现。
首先，万向轴由三部分组成：内球套、外球套和纽扣。
内球套和外球套通过一个或多个球面相切连接，并且可以相对旋转。
纽扣则用于固定内球套和外球套。
当外部力作用于万向轴时，力会集中传递到内球套。
内球套上的力会通过其球面与外球套上的球面相互作用，使得外球套跟随内球套的运动而转动。
同时，纽扣的固定作用使得内球套和外球套的转动平稳而可控。
通过这种结构，万向轴可以实现传递从一个方向到另一个方向的转动。
例如，当传动轴在一个平面内转动时，万向轴可以将转动传递到与之不在同一平面内的轴上，实现多方向传动。
这对于需要在不同方向上传递转动的装置尤为重要。
总结起来，万向轴利用内外球套和纽扣的相互作用，实现了多方向传动的工作原理。
它在工程领域中广泛应用于需要实现多方向传动的装置中，发挥着重要的作用。
传动轴简介
Fiat
FordHondHayundaiIsuzuJaguar
LaKniadroMveerMrceadzedsa BenNzissaPneugePootrscheProtoRnenaultRover
Saab SeaSt uzukTioyota July 2001
VVWauxhallVolvo
OEM Dealer
夹
护套: 它的主要功能是能随万向节任意转动并使护套内的油脂不泄漏. 实轴:把扭矩和运动从万向节的一端传递到另一端. 卡紧环: 确保实轴与万向节的连接. 齿圈：提供信号给速度传感器 油脂:润滑万向节,降低磨损,从而提高万向节的寿命.
按以下假设：
•相同的外径 •相同的能力系数 •相同的外星轮壁厚
6
8
Balls
Balls
Number of OD [mm] balls
GT factor PCD [mm] [cm^3]
6
82.2
50.75
7
82.2
50.75
8
82.2
50.75
*: ideal ball diameters, no standard sizes
VL107 AAR2900
3 M6
AC2600i
4 捷达1.6 MT
RF95
5 捷达1.6 AT
RF95
6 宝来(高尔福)1.6/1.8 MT
AC98
7 宝来(高尔福) 1.6/1.8/1.8T AT AC98
AAR2600i VL95 AAR2000 VL2600 AAR2000
8 C5 1.8 MT 9 C6 /B6前传动轴 10 C6/B6 后传动轴
SDS 传动轴介绍
(2004.11.11)
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Paper
Energy
Mobility
Service
Maxima 40 CC: The world‘s most powerful single-engine diesel-hydraulic locomotive. Introduced in 2006.
Fair Cooperation
Voith banks on a consistent partnership and on long-term, trusting cooperation. Long-standing customer relations, some more than 100 years old attest to this fact. We abide by our promises and will never let our customers down.
Voith Turbo I High-Performance Universal Joint Shange
Voith high-performance universal joint shafts offer an ideal combination of torque capacity, torsional rigidity and deflection resistance. We supply standard universal joint shafts, customerspecific adaptations as well as special designs. Technical consultation, simulation of torsional vibrations and measurement of operating parameters complete our range of services.
n Optimized torsional rigidity and deflection resistance in a low-weight design n Particularly suitable for use with high-speed drives n Low-maintenance length compensation through use of plastic-coated (Rilsan®) involute profile
Technical data: Please request separate catalog
…F
Universal joint shaft without length compensation (fixed-length shaft)
…G
Joint coupling: short, separable joint shaft without length compensation
Reliable Actions
Voith means continuous, dynamic growth with solid returns and annual sales of 4 billion Euros. Our customers can be confident that we will continue to support their objectives – even in years to come – with integrative and competent cooperation.
Quality – Environment – Safety
Complementing products and services
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7
7
Engineering Connecting components for universal joint shafts Quick release coupling GT Voith Hirth serrations Universal joint shaft supports Safeset safety couplings ACIDA torque monitoring systems
Innovative Thinking
For 140 years Voith has stood for inventiveness and innovation: with around 400 new patents per year, with substantial investments in R & D and from the professional accomplishments of our 37,000 employees around the world.
Engineering basics
10.1 10.2 10.3
11
Quality Environment Health and safety
High-performance lubricant: Voith WearCare 500
65
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5
Major components of a Voith universal joint shaft Kinematics of the universal joint Double universal joints Bearing forces on input and output shafts Balancing of universal joint shafts
n Rolling mill drives n Construction of heavy machinery
n Maximum torque capacity n Patented 2‑piece flange yoke with closed bearing eye n Flange with Hirth serration to transmit maximum torque n Length compensation with SAE profile (straight flank profile, see page 21)
High-Performance Universal Joint Shafts
Fair. Reliable. Innovative. This is our promise to our customers. And it is the demand we place on ourselves in the Paper, Energy, Mobility and Service markets.
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5
Definitions of operating variables Size selection Operating speeds Masses and mass moments of inertia Installation: Connection flanges, bolted connections
Series
Torque range Mz [kNm]
Flange diameter a [mm]
S
0.25 to 275 58 to 435
M
32 to 143 225 to 350
W
55 to 1,000 225 to 550
H
260 to 10,000 350 to 1,200
P
from 1,370 from 580
4
Voith Turbo I High-Performance Universal Joint Shafts I G 830 en
Features n Standard design of Voith universal joint shafts n Non-split bearing eyes thanks to single-piece forged flange yoke n Length compensation with involute profile
n Heavy-duty rolling mill drives
Voith Turbo I High-Performance Universal Joint Shafts I G 830 en
5
2 Designs
Type …T
Description Universal joint shaft with standard length compensation
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
6
Series Series Series Series Series
S M W H P
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6
10
Installation and commissioning Training Voith genuine spare parts Overhaul, maintenance Repairs Modernization, retrofits
Contents
1 2 3 4 Range Designs Applications Definitions and abbreviations
4 6 7 10 10 11 12 12 14 16 18 20 22 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 33 34 37
8
Selection aids
Voith Universal Joint Shaft Service – Service Excellence for our customers
38 38 40 43 46 50
4.1 4.2
5
Lengths Torque loads
Technical data
9