轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
传动轴和万向节设计
传动轴和万向节设计一、传动轴的结构传动轴是连接发动机和驱动轴的重要传动部件，其主要结构包括中心轴、连接部件和连接套管。
中心轴是传动轴的主体，其外形通常为圆柱形。
连接部件用于连接中心轴与其他传动部件，常用的连接方式有接合螺母和套筒连接。
连接套管则用于安装传动轴，起到支撑和保护的作用。
二、传动轴的设计要求传动轴作为汽车传动系统的关键零部件，其设计需要满足以下几个主要要求：1.良好的刚度和强度：传动轴在传递发动机动力的同时，还需要承受车辆行驶过程中的各种载荷。
因此，传动轴的设计需要保证足够的刚度和强度，以防止变形和断裂。
2.良好的动平衡性能：传动轴在高速旋转过程中会产生振动和不平衡力，对汽车驾驶稳定性产生不利影响。
因此，传动轴的设计需要考虑动平衡性能，采取相应的平衡措施。
3.重量轻、体积小：随着汽车动力性能和燃油经济性要求的提高，传动轴的质量也要求尽量减小，以减轻整车质量，提高燃油经济性。
4.良好的耐久性和可靠性：传动轴在汽车使用过程中会受到多种因素的影响，如冲击、杂乱加载和腐蚀等。
因此，传动轴的设计需要保证其良好的耐久性和可靠性，减少故障发生的概率。
三、万向节的结构和工作原理万向节用于连接传动轴和车轮之间，是一种能够在不同角度下实现传动的装置。
常见的万向节结构有三个球式和常角度式两种。
其中，三个球式万向节是一种可以实现任意角度传动的结构，由两个内圈、两个外圈和三个转动球组成。
常角度式万向节则适用于需要固定角度传动的场合，常用于前驱汽车。
万向节的工作原理是通过球和轴之间的球座和滚道实现传递动力。
当传动轴转动时，球会在轴上转动，通过球面与内圈、外圈的滚道接触传递动力。
相对于三个球式万向节，常角度式万向节的结构相对简单，其工作原理类似。
四、常见问题及解决方法1.传动轴产生振动：造成传动轴振动的原因有很多，可能是由于不平衡、轴材质问题或连接部件松动等原因。
解决方法可以是进行动平衡修正或更换质量较好的传动轴。
开题报告(汽车万向传动轴的设计)
本科毕业设计（论文）开题报告
机学院2017 届车辆工程班
注：⑴开题报告由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，外语专业的开题报告必须用相应的语种写作。
⑵开题报告须经指导教师审阅并签字后才能生效。
⑶本表作为毕业设计（论文）的附件材料，装入学生毕业设计（论文）袋。
⑷各学院可根据专业特点，自行拟定本表中开题报告的写作提纲，修订后报教务处备案并上传本教学单位网站以供学生下载。
⑸开题报告的写作字数、参考文献篇数以及写作格式等要求，各学院可参照兄弟院校同类专业的要求自行确定，并在本教学单位制定本科毕业设计（论文）开题报告格式模板中予以明示。
课程设计--轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
减速器。 差速器的选择
汽车左右车轮行驶的路程往往存在差别，为了适应这一特点，在驱动 桥的左右车轮之间都装有差速器。大多数汽车都是采用普通锥齿轮式差速 器，差速器的外壳安装在主减速器的从动齿轮上，所以差速器齿轮参数的 选择应该与主减速器的协调。差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器 和防滑差速器两大类。
着小节距、高转速、多品种方向发展，而汽车发动机用滚子链、套筒链、齿
形链三种结构型式的应用领域将在“竞争”和“合作”当中不断发展、互相
补充。新型的多功能张紧器、导向器及其附件的耐磨材料也将不断升级换代。
2.先进制造技术：为满足主机厂对汽车链产品越来越高的可靠性要求，汽车
链产品将不断地采用先进的设计技术、制造技术、装配技术、表面处理技术、
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变速器设计
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变 速箱。汽车变速器多为机械式变速箱，它主要应用了齿轮传动的降速原理。 简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为， 也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比 大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。
任务与背景分析
由于汽车的传动系统的组成有离合器、变速器、万向节、驱动桥、差速 器、半轴、主减速器以及传动轴等等零部件。它的布置方案又分为机械式传 动系统的布置方案和液力式传动系统的布置方案。这两个方案又各自分成不 同的小的方案，每个小的方案也有自己不同的零件选择标标准和不同的布置 方案方法。离合器处于传动系的首端，用来切断和实现对传动系的动力传递， 以保证：在起步时将发动机与传动系平顺地结合，使汽车能平稳起步；在换 挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中齿轮之间的冲击，便于换挡；在 工作中受到大的动载荷时保护传动系，防止其受过大的载荷。
万向传动轴结构设计机械图纸
摘要万向传动装置是汽车传动系统中的重要组成部分，万向传动装置位于变速箱和驱动桥之间，一般由万向节、传动轴和中间支承组成。
万向节能实现变角度动力传递；传动轴把变速器的转矩传递到驱动桥上；中间支承能补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差和车辆行驶过程中由于发动机窜动或车架等变形所引起的位移。
万向传动装置的功用是在汽车行驶过程中，在轴间夹角及相互位置经常发生变化的两个转轴之间传递动力。
本文主要是对汽车的十字轴式万向传动装置进行设计。
根据车辆使用条件和车辆参数，按照传动系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：十字轴、万向节、传动轴、中间支承的参数确定，并进行了总成设计主要为：十字轴的设计，万向节的设计、传动轴的设计以及中间支承的设计等。
并通过Pro/E 建模和有限元ANSYS软件对设计万向传动装置进行结构分析，根据分析结果对万向传动装置进行改进设计得出合理的设计方案。
关键词：万向传动装置；十字轴；万向节；传动轴；有限元分析ABSTRACTThe automobile universal transmission device is in the automobile transmission system important constituent,is located between the gear box and the driving axle . Generally by the universal joint, the drive shaft and the middle supporting is composed. The universal joint energy conservation realization changes the angle power transmission;Transmit the torque of the gear box to the transaxle with drive shaft;The middle supporting can compensate the drive shaft axial and the angle direction in the wiring error and the vehicles travel process because the engine flees moves the displacement which or distortions and so on frame causes. The rotary transmission device function is in the automobile travel process, the included angle and the mutual position changes between the revolution axis in the axis between to transmit the power frequently.This article mainly is carries on the design to the automobile cross shaft type rotary transmission device. According to vehicles exploitation conditions and vehicles parameter, according to transmission system design procedure and request, Mainly has carried on following work:Mainly has carried on following work choice correlation design variable mainly is: Cross axle, universal joint, drive shaft, middle supporting parameter determination, and has carried on the unit design mainly is: Cross axle design, universal joint design, drive shaft design as well as middle supporting design and so on. And to designs the rotary transmission device through the finite element Pro/E and ANSYS software to carry on the structure analysis, Carries on the improvement design according to the analysis result to the rotary transmission device to obtain the reasonable design proposal.Keywords:U niversal Transmission Device; Cross Axle; Universal Joint; Transmission shaft; Finite Element Analysis目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................I I 第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2汽车传动轴的国内外研究现状 (2)1.3研究汽车万向传动轴的目的和意义 (3)1.3.1研究汽车万向传动轴的目的 (3)1.3.2研究汽车传动轴的意义 (3)1.4 万向传动轴的结构特点及基本要求 (4)1.5本课题研究的主要内容 (5)第2章汽车传动轴的结构方案分析与选择 (7)2.1汽车传动轴的结构方案概述 (7)2.1.1万向节与传动轴的结构型式 (7)2.1.2传动轴管、伸缩花键及中间支承结构型式 (7)2.1.3万向节类型 (10)2.2传动轴设计方案 (12)2.3本章小结 (13)第3章万向传动轴的设计 (14)3.1HGC1050汽车的主要技术参数 (14)3.2传动轴总成设计计算及校核 (15)3.2.1传动轴计算载荷的确定 (15)3.2.2传动轴轴管的选择及校核 (16)3.2.3中间支承的结构设计 (21)3.3十字轴总成的设计计算及校核 (24)3.3.1万向节的受力分析 (24)3.3.2十字轴万向节的设计及校核 (26)3.3.3十字轴滚针轴承的校核 (27)3.3.4万向节叉的设计及校核 (28)第4章传动轴总成建模与装配 (30)4.1 Pro/ENGINEER软件简介 (30)4.2利用Pro／ENGINEER软件进行三维实体建模 (31)4.2.1十字轴的创建 (31)4.2.2凸缘叉的创建 (31)4.2.3轴承差的创建 (32)4.2.4传动轴管的创建 (32)4.2.5带花键的传动轴管的创建 (33)第5章万向传动装置的有限元静力学分析 (34)5.1 ANSYS软件简介 (34)5.2Pro/E与ANSYS接口的创建 (34)5.3利用ANSYS对望向传动装置进行有限元受力分析 (36)5.3.1十字轴有限元受力分析 (36)5.3.2凸缘叉有限元受力分析 (40)5.3.3传动轴有限元受力分析 (41)5.4本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)附录：传动轴简介第1章绪论1.1 概述万向节传动用于在不同轴心的两轴间甚至在工作过程中相对位置不断变化的两轴间传递动力。
汽车设计万向传动轴设计
三 销 轴 式
球 面 滚 轮 式
等速万向节
球
球
叉
笼
式
式
圆直
弧 槽 滚 道
槽 滚 道
型型
Rzeppa型 Birfield型
柔 性 万 向 节
伸 缩 型
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
一、单十字轴（不等速 ）万向节
1. 组成 2. 特点 3. 轴向定位方式 4. 润滑与密封
双刃口复合油封
一次润滑的 多刃油封
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
滚针轴承定位、润滑与密封
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
1. 双联式万向节 2. 凸块式万向节 3. 三销轴式万向节 4. 球面滚轮式万向节
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
二、准等速万向节
1. 双联式万向节
特点：双联式万向节实际上是由两个十字轴万向节组 合而成。允许两轴间的夹角较大（可达50°）。 轴承密封性能好，效率高， 工作可靠；不需特殊的工艺设 备；但外形尺寸较大，零件数 目多，传递的转矩受滚针轴承 许用挤压应力的限制。
( Cross Type UJ )
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
一、单十字轴万向节（不等速） 1.组成：由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承、
万向传动轴设计范文
万向传动轴设计范文万向传动轴是一种用于解决传动轴在不同角度下的传动问题的机械元件，它能够在两个传动轴之间传递动力，并且可以在不同角度和位置上进行灵活的转动。
万向传动轴在许多机械装置和交通工具中广泛应用，例如汽车、飞机、船舶、机床等。
在设计万向传动轴时，需要考虑许多因素，比如传动效率、承载能力、运转平稳性等。
接下来，我将详细介绍万向传动轴的设计原理和注意事项。
在万向传动轴的设计过程中，首先需要确定传动轴的类型和尺寸。
根据不同的应用和需求，万向传动轴可以分为多种类型，例如万向节型、十字轴型、单卡特型等。
在选择传动轴类型时，需要考虑传动力矩的大小，传动角度的范围以及空间限制等因素。
然后，在确定传动轴类型后，需要计算传动轴的尺寸，包括直径、长度和轴肩等。
这些参数的尺寸设计需要根据传动功率和载荷来确定，并考虑传动的平稳性和效率。
在万向传动轴的设计中，需要特别关注传动效率和运转平稳性。
传动效率是指传动轴在传递动力时的能量损失情况，主要受到传动角度和速度的影响。
为了提高传动效率，可以采用合适的润滑方式和材料选择，减少摩擦和磨损。
同时，还需要优化传动轴的结构和减小不平衡力，以改善传动的运转平稳性。
可以通过合理的设计和加工技术，使传动轴在高速旋转时减小振动和噪音。
此外，在万向传动轴的设计过程中，还需要考虑轴承的选择和润滑方式。
轴承是传动轴关键的支撑部件，对于传动的平稳性和寿命具有重要影响。
轴承的选择需要根据传动轴尺寸和载荷要求来确定，一般可以选用滚动轴承和滑动轴承等。
同时，还需要确定合适的润滑方式，常见的润滑方式有油润滑和脂润滑，可以根据不同应用和工况选择。
最后，为了确保万向传动轴的性能和可靠性，还需要进行仿真和试验验证。
通过仿真分析，可以模拟万向传动轴在不同工况下的运转情况，评估其性能和效果。
在试验验证中，可以测试传动轴在实际工作条件下的运行情况，检测其承载能力和运转平稳性。
根据试验结果，可以对传动轴的设计进行调整和改进，以达到最佳的传动效果和寿命。
课程设计说明书--万向传动轴设计
万向传动轴设计1．车型及其相关参数1.1车型图片设计所选车型为：一汽解放赛龙中卡(CA1145PK2L2AEA80)1.2车型参数：驱动形式4*2 轴距4920m车身长度8.45m 车身宽度 2.5m车身高度 2.56m 最高车速93km/h 轮胎规格8.25-16 发动机最大输出功率103kw整车质量 5.8吨发动机最大转矩450N·m 最大总质量13.8吨最大扭矩转速1400发动机额定转速2500rpm 档数6档变速器最大输出扭矩610N·m 一档传动比 6.515后桥允许载荷8950Kg 六档传动比0.813刚性万向节安徽工程大学万向节------课程设计说明书挠性万不等速万向节准等速万向节等速万向节向节十字轴式双联式凸块式三销轴式球面滚轮式圆弧槽滚刀式球叉式直槽滚道式伸缩型球笼式Birfield型Rzeppa型图 2.1万向节的分类在方案选择时，我们考虑到它是用于变速器与驱动桥之间，并且在满足万向传动轴设计基本要求后，我们选择了十字轴万向节。
其结构如下图所示，注油嘴套筒滚针轴承座注油孔油道图 2.2十字轴结构图因为这种万向节结构简单紧凑，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，能使不在同轴线或轴线角较大，轴向移动较大的两轴等角速连续回转，与可伸缩的传动轴搭配在一起，构成的十字轴万向传动轴被广泛采用。
十字轴万向传动可分为单十字轴和双十字轴两种。
单十字轴万向节传动，传动轴被封闭在一套管中，套管将牵引力或制动力从驱动桥传至车架或车身。
但其结构笨重，增加了非悬挂部分的重量。
而且，由于这种结构中只用了一个十字轴万向节传动，因此不能保证主减速器主动轴与变速器第二轴的转速恒等，引起了工作不均匀性，这种万向节应用很少。
目前应用最广泛的是双十字轴万向节。
双十字轴万向节直接用两个简单十字轴万向节和一根传动轴连接。
另外双十字轴万向节的重量轻，对载重汽车而言通常只占 1.0~1.4%。
所以我们选了双十字轴万向节。
汽车设计 第6版 第4章 万向传动设计
尺寸大，零件多，结构较复杂，传递转矩有限
当应用于转向驱动桥中，由于轴向尺寸大，为 使主销轴线的延长线与地面交点到轮胎的印迹 中心偏离不大，需要较大的主销内倾角
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
1.球笼式万向节
（1）固定型球笼式万向节
星形套7以内花键与主动轴1相连，其外表面设置有 6条凹槽（形成内滚道）。球形壳8的内表面设置有 对应的6条凹槽（形成外滚道）。6个钢球分别嵌装 在6条滚道中，并由保持架4使之保持在同一平面内。 动力由主动轴1经过钢球6、球形壳8输出。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
二、十字轴式万向节
滚针轴承的润滑和密封
毛毡油封：因防漏油、防水、防尘效果差，已淘汰 双刃口复合油封：防漏油、防水、防尘效果好。在 灰尘较多的环境中万向节寿命显著提高。 多刃口油封：防漏油、防水、防尘效果更好。
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
四、等速万向节
2.三枢轴式万向节
三枢轴式万向节能允许最大轴间交角为43°
万向节安装位置或相连接总成
离合器-变速器；变速器-分动器 （相连接总成均安装在车架上）
驱动桥 传动轴
汽车满载 静止夹角
行驶中的 极限夹角
一般汽车 越野汽车 一般汽车 越野汽车
α不大于
1°~3°
6° 12° 15°~20° 30°
第四章 万向传动设计
汽车工程系
第二节 万向节结构方案分析
三、双联式万向节
汽车工程系
车辆传动系设计方案
车辆传动系设计方案1. 背景和目的在现代工业社会中，汽车已成为人们日常出行的必需品。
而车辆传动系统的设计，对于车辆性能的提升和人们行车安全至关重要。
因此，本文将讨论车辆传动系统的设计方案，以提高车辆的功率、燃油效率和可靠性。
2. 确定传动配置在车辆传动系统的设计中，首先需要确定传动配置。
传统车辆传动系统基本由引擎、传动轴、变速箱、差速器和车轮组成。
但是随着技术的进步，现代车辆传动系统的配置已发生了一些变化，例如许多汽车引入了电动机和减速器来提高燃油效率和拓展车辆性能。
确定车辆传动系统的配置需要考虑以下因素：1.动力输出需求：根据车辆类型和用途确定车辆所需要的动力输出需求。
2.燃油效率：要考虑车辆实现燃油节约的传动方案。
3.环保：应选择符合环保要求的传动配置，以减少排放和污染。
4.成本：要确定传动系统的成本控制在预算范围之内。
3. 确定传动方案在确定传动配置后，需要进一步确定传动方案。
传动方案是指车辆的动力传递途径和传递方式，包括传动比、齿轮数、离合器选用等。
传动方案的设计需要考虑以下因素：1.动力平顺性：传动方案的设计应实现动力平顺输出，保证驾驶的舒适性和安全性。
2.动力效率：传动方案应尽可能降低传动损耗，提高动力输出效率。
3.成本：传动方案的设计应注意成本控制，确保预算范围之内。
4.实施可行性：在传动方案设计时必须考虑实施的可行性，以便制造厂商能够顺利地制造和装配传动系统。
4. 确定材料选择在车辆传动系统的设计中，材料的选择和应用也会影响传动系统的性能和可靠性。
在选择传动材料时需要考虑以下因素：1.强度和硬度：材料的强度和硬度是传动系统耐久性和可靠性的关键因素。
2.耐磨性：传动系统内部的部件需要在高温高压和高速运动中耐磨，因此需要选择高品质的耐磨材料。
3.轻量化：选择轻量化材料可以降低传动系统的重量，提高车辆的燃油效率和性能。
4.可加工性：材料的可加工性很重要，因为复杂的传动系统需要高精度的加工和装配。
毕业设计 汽车万向传动轴的设计
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 (4)2.1 设计已知参数 (4)2.2 万向传动轴设计思路 (6)2.3 结构方案的确定 (7)3 万向传动轴运动分析 (10)4 万向传动轴设计 (11)4.1 传动载荷计算 (11)4.2 十字轴万向节设计 (12)4.3滚针轴承设计 (14)4.4传动轴初步设计 (15)4.5 花键轴设计 (16)4.6 万向节凸缘叉连接螺栓设计 (17)4.7 万向节凸缘叉叉处断面校核 (17)5基于UG的万向传动轴三维模型构建 (19)5.1万向节凸缘叉作图方法及三维图 (19)5.2万向节十字轴总成作图方法及三维图 (21)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 (2625)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。
轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计
汽车设计课程设计题目轿车传动系统总体方案及万向传动轴的设计院（系）机械与汽车工程学院专业车辆工程（新能源）年级2011级学生姓名学号指导教师摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。
组成现代汽车普遍采用的是活塞式内燃机，与之相配用的传动系统大多数是采用机械式或液力机械式的。
普通双轴货车或部分轿车的发动机纵向布置在汽车的前部，并且以后轮为驱动轮，其传动系统的组成和布置发动机发出的动力依次经过离合器、变速器(或自动变速器)和由万向节与传动轴组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴，最后传到驱动车轮。
传动系统的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。
关键词：离合器、变速器、万向节传动轴、驱动桥、主减速器、差速器、半轴、驱动车轮AbstractThe basic issue of Automotive driveline is to driving force from the engine to drive wheels. The modern Motor commonly used is the piston-type internal combustion engine and usually use mechanical drive system or hydraulic mechanical drive system to match with it. The engine of General biaxial goods or part of the vertical layout are in the front of the car, and use the rear wheel for driving wheel, the composition of the drive system and arrangement of the engine power to issue the order after clutch、gearbox (or automatic transmission) and the drive shaft gear which make up of the universal section and the composition, and the main reducer which installed on the drive axle 、 differential and axle, and finally is the drive wheels.The primary tasks of transmission is to work together with the engine for ensure that the use of motor vehicles to normal in different traffic conditions, and has good power and fuel economy. Key words: Clutch, transmission, drive shaft universal joints, drive axle, main reducer, differential, axle, drive wheels目录任务书 (5)第1章概述 (6)第2章汽车传动系统的构造及其工作原理 (6)2.1汽车传动系统的各个零部件的简介 (6)2.2变速机 (7)2.2.1变速机构 (7)2.2.2手动变速系统 (7)2.3万向传动装置 (9)2.3.1 万向节 (9)2.3.2 万向传动装置-传动轴 (10)2.3.3驱动桥 (11)2.3.4驱动桥-半轴 (11)2.4汽车传动轴的匹配设计计算流程图 (12)第3章汽车传动轴的匹配设计计算过程和结果 (12)3.1传动轴的扭矩设计： (12)3.2传动轴的花键设计计算 (16)参考文献 (20)任务书车型轿车驱动形式 FF4×2发动机位置前置、横置发动机排量 1998cm3最大功率（kw/rpm） 110/6000最大转矩（Nm/rpm） 186/4500最高车速 U max=195km/h最大爬坡度 i max≥30%汽车总质量 m a=1422kg 满载时前轴负荷率 58%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=4841×1821×1463mm3迎风面积 A≈0.78 B a×H a空气阻力系数 C D=0.35轴距 L=2738mm前轮距 B1=1551mm后轮距 B2=1551mm车轮半径 r=367mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、五挡第1章概述由于汽车的传动系统的组成有离合器、变速器、万向节、驱动桥、差速器、半轴、主减速器以及传动轴等等零部件。
汽车设计课程设计任务书
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、四挡一、任务：1、确定推式膜片弹簧离合器的总体方案。
2、确定离合器的主要参数。
3、设计膜片弹簧及压盘。
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、四挡一、任务：1、确定拉式膜片弹簧离合器的总体方案。
2、确定离合器的主要参数。
3、设计膜片弹簧及压盘。
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、四挡一、任务：1、确定两轴式四挡变速器传动机构的总体方案。
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。
课程设计说明书--万向传动轴设计
万向传动轴设计1．车型及其相关参数1.1车型图片设计所选车型为：一汽解放赛龙中卡(CA1145PK2L2AEA80)1.2车型参数：驱动形式4*2 轴距4920m车身长度8.45m 车身宽度 2.5m车身高度 2.56m 最高车速93km/h 轮胎规格8.25-16 发动机最大输出功率103kw整车质量 5.8吨发动机最大转矩450N·m 最大总质量13.8吨最大扭矩转速1400发动机额定转速2500rpm 档数6档变速器最大输出扭矩610N·m 一档传动比 6.515后桥允许载荷8950Kg 六档传动比0.813刚性万向节安徽工程大学万向节------课程设计说明书挠性万不等速万向节准等速万向节等速万向节向节十字轴式双联式凸块式三销轴式球面滚轮式圆弧槽滚刀式球叉式直槽滚道式伸缩型球笼式Birfield型Rzeppa型图 2.1万向节的分类在方案选择时，我们考虑到它是用于变速器与驱动桥之间，并且在满足万向传动轴设计基本要求后，我们选择了十字轴万向节。
其结构如下图所示，注油嘴套筒滚针轴承座注油孔油道图 2.2十字轴结构图因为这种万向节结构简单紧凑，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，能使不在同轴线或轴线角较大，轴向移动较大的两轴等角速连续回转，与可伸缩的传动轴搭配在一起，构成的十字轴万向传动轴被广泛采用。
十字轴万向传动可分为单十字轴和双十字轴两种。
单十字轴万向节传动，传动轴被封闭在一套管中，套管将牵引力或制动力从驱动桥传至车架或车身。
但其结构笨重，增加了非悬挂部分的重量。
而且，由于这种结构中只用了一个十字轴万向节传动，因此不能保证主减速器主动轴与变速器第二轴的转速恒等，引起了工作不均匀性，这种万向节应用很少。
目前应用最广泛的是双十字轴万向节。
双十字轴万向节直接用两个简单十字轴万向节和一根传动轴连接。
另外双十字轴万向节的重量轻，对载重汽车而言通常只占 1.0~1.4%。
所以我们选了双十字轴万向节。
汽车设计——第四章 万向传动轴设计
第五节 传动轴设计
传动轴设计时的主要考虑因素： 花键的轴向阻力 实心轴与空心轴 传动轴管的制作 传动轴的长度和夹角及变化范围 临界转速 轴管扭转强度
2.双万向节传动(普通十字轴式万向节) 1）等速传动条件 与传动轴相连的两个万向节叉布置在同 一平面内。 两万向节与传动轴的夹角相等 2）附பைடு நூலகம்弯矩的作用
第三节 万向节传动的运动分析
3.多万向节传动（普通十字轴式万向节） 当量夹角 角加速度幅值 多万向节传动计算
另一种方法
第四节 万向节的设计计算
能可靠而稳定地传递动力。 保证所连接的两轴尽可能等速旋转。 由万向节传动引起的振动、噪音以及附加载
荷在允许范围内。 传动效率高，使用寿命长。 结构简单、制造方便、维修容易。 4.万向节分类
第二节 万向节结构方案分析
1.十字轴式万向节
2.准等速万向节 双联式万向节 凸块式万向节 三销轴式万向节 球面滚轮式万向节
传动轴花键轴扭转应力 传动轴花键齿侧挤压应力
第六节 中 间 支 承
在长轴距汽车上，常常将传动轴分段(两段或三段)， 目的主要是缩短每一段的长度，提高刚度，从而 提高传动轴的临界转速。在乘用车中，有时为了 提高传动系的弯曲刚度、改善传动系弯曲振动特 性，减少噪音，也将传动轴分成两段。当传动轴 分段时，需要加中间支承。
第二节 万向节结构方案分析
3.等速万向节 球叉式万向节 球笼式万向节 Rzeppa型等速万向节 Birfield型球笼等速万向节 伸缩型球笼万向节 4.挠性万向节
第三节 万向节传动的运动分析
汽车传动系统总体方案设计及传动轴设计
离合器按从动盘的数目可为单盘、双盘和多盘三类。多盘离合器多为湿式，在汽车上应用较少。单盘和双盘离合器一般为干式，应用最为广泛。离合器压紧弹簧的形式有圆柱弹簧、矩形断面圆锥弹簧和膜片弹簧等型式。压紧弹簧可周置，中央布置也可斜置。他们都各有优缺点，在现代载重汽车中都有广泛的应用。重型汽车的装载质量大，使用条件复杂。欲保证重型汽车具有良好的动力性、经济性和加速性，必须扩大变速器传动比的范围并增加档位数。为避免变速器的结构过于复杂和便于系列化生产，多采用组合式机械变速器。驱动桥作为载重汽车的重要标志之一，通常可以按照不同的使用条件，选择相应的驱动桥结构。其基本结构有以下3种：中央单级减速驱动桥；中央双级驱动桥；中央单级、轮边减速驱动桥。对于重型载重汽车，为了增大后桥离地高度，增加其通过性，通常采用轮边减速驱动桥。
离合器处于传动系的首端，用来切断和实现对传动系的动力传递，以保证：在起步时将发动机与传动系平顺地结合，使汽车能平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中齿轮之间的冲击，便于换挡；在工作中受到大的动载荷时保护传动系，防止其受过大的载荷。
变速器的功用是：在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作；保证汽车能倒退行驶和在滑行或停车时使发动机和传动系保持分离；需要时还应有动力输出的功能。
摩擦式离合器根据摩擦原理设计，其摩擦片的形状有盘式、片式和锥式，后两种形式已被淘汰。盘式离合器按从动盘的数目可分为单片、双片和多片三类。
离合器的结构型式多种多样，根据本次课程设计的数据要求以及查资料得，对于轻型汽车离合器，发现单片式离合器应用较多，这说明摩擦材料性能已能满足轻型汽车离合器的需要，所以可以首先考虑采用单片式离合器，其结构如图2-1所示。
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汽车设计课程设计题目轿车传动系统总体方案及万向传动轴的设计院（系）机械与汽车工程学院专业车辆工程（新能源）年级2011级学生姓名学号指导教师邓利军二○一四年六月摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。
组成现代汽车普遍采用的是活塞式内燃机，与之相配用的传动系统大多数是采用机械式或液力机械式的。
普通双轴货车或部分轿车的发动机纵向布置在汽车的前部，并且以后轮为驱动轮，其传动系统的组成和布置发动机发出的动力依次经过离合器、变速器(或自动变速器)和由万向节与传动轴组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴，最后传到驱动车轮。
传动系统的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。
关键词：离合器、变速器、万向节传动轴、驱动桥、主减速器、差速器、半轴、驱动车轮AbstractThe basic issue of Automotive driveline is to driving force from the engine to drive wheels. The modern Motor commonly used is the piston-type internal combustion engine and usually use mechanical drive system or hydraulic mechanical drive system to match with it. The engine of General biaxial goods or part of the vertical layout are in the front of the car, and use the rear wheel for driving wheel, the composition of the drive system and arrangement of the engine power to issue the order after clutch、gearbox (or automatic transmission) and the drive shaft gear which make up of the universal section and the composition, and the main reducer which installed on the drive axle 、 differential and axle, and finally is the drive wheels.The primary tasks of transmission is to work together with the engine for ensure that the use of motor vehicles to normal in different traffic conditions, and has good power and fuel economy. Key words: Clutch, transmission, drive shaft universal joints, drive axle, main reducer, differential, axle, drive wheels目录任务书 (5)第1章概述 (6)第2章汽车传动系统的构造及其工作原理 (6)2.1汽车传动系统的各个零部件的简介 (6)2.2变速机 (7)2.2.1变速机构 (7)2.2.2手动变速系统 (7)2.3万向传动装置 (9)2.3.1 万向节 (9)2.3.2 万向传动装置-传动轴 (10)2.3.3驱动桥 (11)2.3.4驱动桥-半轴 (11)2.4汽车传动轴的匹配设计计算流程图 (12)第3章汽车传动轴的匹配设计计算过程和结果 (12)3.1传动轴的扭矩设计： (12)3.2传动轴的花键设计计算 (16)参考文献 (20)任务书车型轿车驱动形式 FF4×2发动机位置前置、横置发动机排量 1998cm3最大功率（kw/rpm） 110/6000最大转矩（Nm/rpm） 186/4500最高车速 U max=195km/h最大爬坡度 i max≥30%汽车总质量 m a=1422kg 满载时前轴负荷率 58%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=4841×1821×1463mm3迎风面积 A≈0.78 B a×H a空气阻力系数 C D=0.35轴距 L=2738mm前轮距 B1=1551mm后轮距 B2=1551mm车轮半径 r=367mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、五挡第1章概述由于汽车的传动系统的组成有离合器、变速器、万向节、驱动桥、差速器、半轴、主减速器以及传动轴等等零部件。
它的布置方案又分为机械式传动系统的布置方案和液力式传动系统的布置方案。
这两个方案又各自分成不同的小的方案，每个小的方案也有自己不同的零件选择标标准和不同的布置方案方法。
所以说汽车传动系统是一个很大的课题。
本篇论文主要阐述汽车传动系统的工作原理、各个零部件的功能作用以及对轿车版中的设计计算。
第2章汽车传动系统的构造及其工作原理2.1汽车传动系统的各个零部件的简介在基本的传动系统中包含了负责动力连接的装置、改变力量大小的变速机构、克服车轮之间转速不同的差速器，和联结各个机构的传动轴，有了这四个主要的装置之后就能够把发动机的动力传送到轮子上了。
1、动力连接装置1）. 扭力转换器：这组机构被装置在发动机与自动变速箱之间，能够将发动机的动力平顺的传送到自动变速箱。
在扭力转换器中含有一组离合器，以增加传动效率。
2）. 离合器：这组机构被装置在发动机与手动变速箱之间，负责将发动机的动力传送到手动变速箱。
2、变速机构 1）. 手动变速机构：一般称为“手动变速箱”，以手动操作的方式进行换档。
2）. 自动变速机构：一般称为“自动变速箱”，利用油压的作用去改变档位。
3、差速器当车辆在转向时，左、右二边的轮子会产生不同的转速，因此左、右二边的传动轴也会有不同的转速，于是利用差速器来解决左、右二边转速不同的问题。
4、传动轴将经过变速系统传递出来的动力，传递至车轮进而产生驱动力的机构。
汽油发动机车辆在运行时，发动机需要持续运转。
但是为了满足汽车行驶上的需求，车辆必须有停止、换档等功能，因此必须在发动机的外连动之处，加入一组机构，以视需求中断动力的传递，以在发动机持续运转的情形之下，达成让车辆静止或是进行换档的需求。
这组机构，便是动力连接装置。
一般在车辆上可以看到的动力连接装置有离合器与扭力转换器等两种。
2.2变速机2.2.1变速机构汽车在起步加速时须要比较大的驱动力，此时车辆的速度低，而发动机却必须以较高的转速来输出较大的动力。
当速度逐渐加快之后，汽车所须要的行驶动力也逐渐降低，这时候发动机只要以降低转速来减少动力的输出，即可提供汽车足够的动力。
汽车的速度在由低到高的过程中，发动机的转速却是由高变到低，要如何解决矛盾现象呢？于是通称为“变速箱”的这种可以改变发动机与车轮之间换转差异的装置为此而生。
变速箱为因操作上的不同而有“手动变速箱”与“自动变速箱”二种系统，这二种变速箱的工作方式也不相同。
近年来由于消费者的需求以及技术的进步，汽车厂开发称为“手自一体变速箱”的可以手动操作的自动变速箱；此外汽车厂也为高性能的车辆开发出称为“顺序式半自动变速箱”的带有自动操作功能的手动变速箱。
目前的F1赛车全面使用“顺序式半自动变速箱”，因此使用此类型手动变速箱的车辆均标榜采用来自F1的科技。
2.2.2手动变速系统在手动变速系统里面含有离合器、手动变速箱二个主要部份。
离合器：是用来将发动机的动力传到变速箱的机构，利用磨擦片的磨擦来传递动力。
一般车型所使用的离合器只有二片磨擦片，而赛车和载重车辆则使用具有更磨擦片的离合器。
离和器还有干式与湿式二种，湿式离合器目前几乎不再被使用于汽车上面。
手动变速箱：以手动方式操作变速箱去做变换档位的动作，使手动变速箱内的输入轴和输出轴上的齿轮啮合。
多组不同齿数的齿轮搭配啮合之后，便可产生多种减速的比率。
目前的手动变速箱均是使用同步齿轮的啮合机构，使换档的操作更加的简易，换档的平顺性也更好。
3. 自动变速系统为了使汽车的操作变得简单，并让不擅于操作手动变速箱的驾驶者也能够轻松的驾驶汽车，于是制造一种能够自动变换档位的变速箱就成为一件重要的工作，因此汽车工程师在1940年开发出世界首具的自动变速箱。
从此以后驾驶汽车在起步、停止以及在加减速的行驶过程中，驾驶者就不需要再做换档的动作。
现代的自动变速系统里面含有液体扭力转换器、自动变速箱、电子控制系统三个主要部份。
在电子控制系统里面加入手动换档的控制程序，就成了具有手动操作功能的“手自一体变速箱”。
液体扭力转换器：在主动叶轮与被动叶轮之间，利用液压油作为传送动力的介质。
将动力自输入轴传送到对向的输出轴，经由输出轴再将动力传送到自动变速箱。
由于液压油在主动叶轮与被动叶轮之间流动时会消耗部份的动力。
为了减少动力的损失，在主动与被动叶轮之间加入一组不动叶轮使能量的传送效率增加；以及在液体扭力转换器内加入一组离合器，并在适当的行驶状态下利用离合器将主动与被动叶轮锁定，让主动与被动叶轮之间不再有转速的差异，进而提高动力的传送效率。
自动变速箱：以行星齿轮组构成换档机构，利用油压推动多组的摩擦片，去控制行星齿轮组的动作，以改变动力在齿轮组的传送路径，因而产生多种不同的减速比率。
电子控制系统：早期的机械式自动变速箱的换档控制是以油压的压力变化去决定何时做换档的动作，即使经过多年的研究及改良，机械式自动变速箱的换档性能仍然不尽人意。
于是电子式自动变速箱便因应而出了。
为了使换档的时机更加的精确，以及获得更加平顺的换档质量，各汽车制造厂均投入大量的资源，针对自动变速箱的电子控制系统做研究。
2.2.3差速器汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，最后传送到驱动桥再左右分配给半轴驱动车轮，在这条动力传送途径上，驱动桥是最后一个总成，它的主要部件是减速器和差速器。
减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间的啮合完成，比较容易理解。
汽车差速器是驱动轿的主件。
作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。
拐弯时车轮的轨线是圆弧，汽车向左转弯，圆弧的中心点在左侧，在相同的时间里，右侧轮子走的弧线比左侧轮子长，为了平衡这个差异，就要左边轮子慢一点，右边轮子快一点，用不同的转速来弥补距离的差异。