轻型商用车传动轴及万向节设计设计说明书 毕业设计
轻型载货汽车离合器及传动轴设计毕业设计【全套图纸】
河南科技大学毕业设计（论文）题目轻型载货汽车车设计（离合器及传动轴设计）姓名院系车辆与交通工程学院专业车辆工程指导教师201X年6 月3 日目录前言 (2)第一章离合器设计分析与方案选择 (5)§1.1 概述 (5)§1.2 离合器结构方案分析 (6)§1.2.1从动盘数的选择 (6)§1.2.2 压紧弹簧和布置形式 (8)§1.2.3 膜片弹簧支承形式 (9)§1.2.4压盘驱动方式的选择 (9)第二章离合器基本参数和主要尺寸选择 (10)§2.1 离合器基本参数计算 (11)§2.2 膜片弹簧主要参数的选择 (13)§2.3 扭转减震器的设计 (14)§2.4 离合器压盘的设计 (18)§2.5 离合器毂花键的强度 (20)§2.6 离合器操纵机构的设计计算 (21)第三章传动轴的设计与计算 (23)§3.1 概述 (23)§3.2 万向节结构方案分析 (25)§3.3 万向节的设计计算 (26)§3.3.1 万向节设计 (26)§3.3.2 传动轴的设计......................错误！未定义书签。
第四章结论 .....................................................错误！未定义书签。
参考文献 .............................................................错误！未定义书签。
致谢 .................................................................错误！未定义书签。
前言人类利用汽车的历史大概可以追溯到上世纪八十年代以后，汽车工业经历了100年的发展过程。
汽车设计载货1.5吨商用车万向传动轴设计说明书
3.2 花键轴的设计............................ 14
3.21 传动轴花键的尺寸确定 ........................ 14 3.22 花键轴的齿侧挤压应力校核..................... 16
4 ．滚针轴承的设计............................. 17 5．法兰盘的设计 ............................... 20 6．连接螺栓的设计 ............................. 21 7.十字轴总成的润滑............................. 23
1
8 .小结 ...................................... 24 9 . 参考文献.................................. 25
1. 结构方案选择
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组成 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。
故万向节叉承受弯曲和扭转载荷校核满足要求
2.5 传递效率的计算
十字轴万向节的传动效率与两轴的轴间夹角α ，十字轴的 支承结构和材料，加工和装配精度以及润滑条件等有关。当α ≤25°时，可按下式计算（取α =20°）
8
d1 2tanα η 0=1-f（ r ） =1-0.1（18/37）2tan20°/3.14=98.9% π 根据相关要求选择 GCr15 的滚针轴承。
传动轴和万向节设计
目录传动轴与十字轴万向节设计1.1结构方案选择 (02)1.2计算传动轴载荷 (03)1.3传动轴强度校核 (04)1.4十字轴万向节设计 (04)1.5传动轴转速校核及安全系数 (07)1.6参考文献 (09)1.传动轴与十字轴万向节设计要求1.1万向传动轴总体概述万向传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一。
传动轴选用与设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。
选用、设计不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加负荷，可能导致传动系不能正常运转..。
传动轴是将发动机输出的转知经分动器传递给前驱和后驱的传动机构，转速达3000~7000r/min,振动是传动轴总成设计需考虑的首要问题。
尽管采取涂层技术来减小滑移阻力，但产生的滑移阻力仍为等速万向节的10~40倍，而滑移阻力将产生振动。
为选型设计提供依据，传动轴分为CJ+CJ型、BJ+BJ型（靠花键产生滑移)BJ+DOJ型、BJ+TJ型、BJ+LJ型5种类型。
传动布置型式的选择万向节传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一。
传动轴选用与设计布置的合理与否直接影响传动系的传动性能。
选用与布置不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加动负荷，可能导致传动系不能正常运转和早期损坏。
车辆的万向节传动，主要应用于非同心轴间和工作中相对位置不断改变的两轴之间的动力传递。
装在变速器输出轴与前后驱动桥之间。
变速器的动力输出轴和驱动桥的动力输入轴不在一个平面内。
有的装载机在车桥与车架间装有稳定油缸、铰接式装载机在转向时均会使变速箱与驱动桥之间的相对位置和它们的输出、输出入轴之间的夹角不断发生变化。
这时常采用一根或多根传动轴、两个或多个十字轴万向节的传动[7]。
图2.1为用于汽车变速箱与驱动桥之间的不同万向传动方案。
（a）单轴双万向节式（b）两轴三万向节式图2.1 汽车的万向传动方案[7]1.2 计算传动轴载荷由于发动机前置后驱，根据表4-1，位置采用：用于变速器与驱动桥之间①按发动机最大转矩和一档传动比来确定T se1=k d T emax ki1i fη/nT ss1= G2 m’2φr r/ i0i mηm发动机最大转矩T emax=235.3Nm驱动桥数n=1，发动机到万向传动轴之间的传动效率η=0.85，液力变矩器变矩系数k={(k0 -1）/2}+1=1.6满载状态下一个驱动桥上的静载荷G2=65%m a g=0.65*950*9.8=6051.5N，发动机最大加速度的后轴转移系数m’2=1.2，轮胎与路面间的附着系数φ=0.85，车轮滚动半径r r=0.35主减速器从动齿轮到车轮之间传动比i m=1,主减速器主动齿轮到车轮之间传动效率ηm=η发动机η离合器=0.9*0.85=0.765，因为0.195 m a g/T emax<16,f j>0，所以猛接离合器所产生的动载系数k d=2，主减速比i0=3.98所以：T se1=k d T emax ki1i fη/n=198.315.26.13.2352⨯⨯⨯⨯⨯=7491.952NT ss1= G2 m’2φr r/ i0i mηm=765.0198.335 .085.02.15.6051⨯⨯⨯⨯⨯=709.556N ∵T1=min{ T se1, T ss1} ∴T1= T ss1=709.556N1.3 传动轴强度校核按扭转强度条件τT=T/W T≈9550000Pn0.2D c3(1-(d c/D c)4)≤[τT]式中，τT为扭转切应力，取轴的转速n=4000r/min，轴传递的功率P=65kw，D c=60mm，d c=81mm分别为传动轴的外内直径，根据机械设计表15-3得[τT]为15-25 Mpa∴τT =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯4360521602.04000659550000=8.242 Mpa<[τT ] 故传动轴的强度符合要求1.4 十字轴万向节设计万向节类型的选择对万向节类型及其结构进行分析，并结合技术要求选择合适的万向节类型。
毕业设计(论文)-轻型货车设计(离合器及操纵机构与传动轴设计)(含全套cad图纸)[管理资料]
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轻型货车设计（离合器及操纵机构与传动轴设计）摘要在这三个月的时间里，我的最重要的任务之一就是设计汽车离合器、其操纵机构，以及传动轴的设计。
众所周知汽车底盘包括传动系、行驶系和转向系，传动系部件包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥、半轴及驱动轮。
在传动系的这些部件中，离合器和变速器无疑是两个最为重要的部件。
驾驶员通过操纵离合器既可以在变速器换档时使发动机与离合器暂时分离，也可以在汽车起步时使发动机与离合器平稳接合。
离合器的设计采用膜片弹簧压紧机构，液压式操纵机构。
在国外，常采用液压操纵机构的离合器以减轻驾驶员的疲劳，通过对传动轴的传动类型分析，对传动方式和传动轴进行了选型；通过对传动轴的类型与结构分析，选择了传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式——盖板式密封。
通过对万向节的十字轴、滚针轴承、万向节叉的设计计算，确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸。
综合各部分的设计及校核结果，所设计的离合器、传动轴能满足所设计的轻型货车的传动要求。
关键词：离合器，传动轴，十字轴，操纵机构THE DESING OF A LIGHT TRUCK (THE CLUTCKAND THE MANIPULATIONOF INSTITUTIONS AND SHAFT DESIGN)ABSTRACTIn these two month-long time, one of my most vital duties is designs the automobile clutch,Its control mechanism, as well as drive shaft design.The well known motor car chassis including the power transmission, the travel is and the steering s ystem, the power transmission part including the meeting and parting Transmission gearbox, drive shaft, driving axle, rear axle and driving gear. In power transmission these parts, to Gathering and the transmission gearbox are two most important parts without doubt. The pilot through operates the coupling already to be possible in The transmission gearbox shifts gears when causes the engine and the coupling separates temporarily, also may starts when the automobile cause the engine and Coupling steady joint. The coupling design used the disk spring to contract the organization, hydraulic control organization. In overseas, often uses the hydraulic cont rol organization the coupling by to reduce pilot's weariness.Through to the drive sha ft transmission type analysis, has carried on the shaping to the type of drive and the drive shaft; Through to the drive shaft type and the structure analysis, chose the drive shaft cross axle needle bearing seal form to cover the board style seal. Through to the universal joint cross axle, the needle bearing, the universal joint sliding yoke design calculation, had determined designs these parts concrete sizes which the vehicles uses.Synthesizes each part of designs and the check result, designs the coupling, the drive shaft can satisfy skin truck which designs to use the transport vehicle the transmission request.KEY WORDS: Coupling drive shaft cross axle control mechanism目录前言 (1)第一章离合器设计分析与方案选择 (3)§概述 (3)§离合器结构方案分析 (4)§从动盘数的选择 (5)§压紧弹簧和布置形式的选择 (6)§膜片弹簧支承形式 (7)§压盘驱动方式的选择 (8)第二章离合器基本参数和主要尺寸选择 (8)§离合器基本参数计算 (10)§膜片弹簧主要参数的选择 (12)§扭转减震器的设计 (13)§离合器压盘的设计 (18)§离合器从动盘毂花键的强度校核 (19)§离合器操纵机构的设计计算 (20)第三章传动轴的设计与计算 (23)§概述 (23)§万向节结构方案分析 (24)§万向节的设计计算 (24)§万向节设计 (24)§传动轴的设计 (27)第四章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)前言自从十九世纪末期诞生第一辆汽车以来，汽车工业经历了100年的发展过程。
货车万向节传动轴设计
学科门类：单位代码：毕业设计说明书（论文）中型货车万向节与传动轴设计MEDIUM V ANS’ UNIVERSAL AND SHAFT DESIGN学生姓名所学专业班级学号指导教师XXXXXXXXX系二○**年X X月开题报告一、选题的目的、意义和研究现状二、研究方案及预期结果三、研究进度四、主要参考文献五、指导教师意见摘要万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。
本设计主要研究中型货车变速器与驱动桥之间的万向传动装置。
该设计是以万向传动装置的结构与工作原理为基础，采用有限元分析、理论研究与实际研究、定性与定量分析等方法计算出较为合理的万向节与传动轴结构。
并用文字叙述与图表说明相结合的方法阐述了万向传动装置的构造及所选基本尺寸，然后计算了万向节的转矩，对十字轴上的力以及十字轴颈根部的弯曲应力和切应力进行强度校核，其中应用有限元分析的方法对中间传动轴进行应力分析，并绘制出了传动轴的受力云图。
对十字轴滚针轴承进行接触应力和滚针所能承受的最大载荷的计算，以适合十字轴的使用；对万向节叉与十字轴连接支承时产生的作用反力，对其万向节叉承受弯曲和扭矩载荷进行校核，以达到使用强度。
确保其在正常使用的情况下，拥有更长的使用寿命。
关键词：中型货车；万向传动装置；十字轴式万向节；伸缩花键AbstractUniversal transmission device is generally composed by universal and shaft, and sometimes it also needs to install middle supporting. This design mainly studies about the medium van’s transmission and the universal transmission between axles.It is based on universal transmission device structure and working principle, and calculates the universal shaft and the reasonable structure by finite element analysis, theoretical research , practical research, the qualitative and quantitative analysis. Use text and illustrations method combining describes the structure ,universal transmission device and selected basic dimensions. Then calculate the torque, and compare the bending stress and shear stress intensity of universal shaft and the roots of the neck. Use application of the finite element analysis method in stress analysis of intermediate shaft transmission and mapped the stress contours. The cross axis needle bearing on contact stress and needle roller can withstand the maximum load calculation for the use of spiders. Compare the cardan shaft supporting the role of the reverse force, cardan sustaining bending and torque load test, in order to achieve intensity. To ensure the service life be longer by normal use in the circumstances.Key words:medium truck；universal driving device；cardan universal joint；slip join目录绪论 (11)1 万向传动装置结构方案分析 (12)1.1 中型货车主要参数选择 (12)1.2 总体设计方案 (12)1.2.1 传动轴管选择 (14)1.2.2 伸缩花键的选择 (14)1.2.3 万向节分析 (15)1.2.4 中间支承结构分析与设计 (16)2万向节的分类 (18)2.1 不等速万向节 (18)2.2 准等速万向节 (19)2.3 等速万向节 (19)3 万向节的设计与强度校核 (20)3.1 万向节结构与尺寸设计 (20)3.1.1 基本构造与基本原理 (20)3.1.2 确定十字轴尺寸 (20)3.1.3 十字轴万向节的传动效率 (21)3.2 万向节强度校核 (21)3.2.1 十字轴万向节运动和受力分析 (21)3.2.2 十字轴万向节传动的附加弯矩和惯性力矩 (22)3.2.3 十字轴万向节传动的弯曲应力与剪切应力 (25)4万向传动轴设计及强度校核 (29)4.1 传动轴的临界转速 (29)4.2 传动轴长度选择 (32)4.3 传动轴管内外径确定 (32)4.4 传动轴扭转强度校核 (32)4.5 花键内外径确定 (33)4.6 花键挤压强度校核 (34)5基于CATIA的有限元分析 (35)5.1 设计零件模型 (35)5.2 生成静态分析 (35)6 技术与经济性分析 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)绪论随着汽车行业的渐成熟，特别是近几十年来汽车工业大发展以来，汽车行业对世界经济的发展和人类社会的进步产生了巨大影响。
汽车万向传动轴设计技术毕业设计说明书
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 (6)3 万向传动轴运动分析 (9)4 万向传动轴设计 (10)4.1 传动载荷计算 (10)4.2 十字轴万向节设计 (12)4.3滚针轴承设计 (13)4.4传动轴初步设计 (14)4.5 花键轴设计 (15)4.6 万向节凸缘叉连接螺栓设计 (16)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 (18)5.1万向节凸缘叉作图方法及三维图 (18)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 (2624)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。
0.75吨级商用车万向传动轴设计任务书
1）课程设计说明书一份
2）装配图
3）相关零件图
4．主要参考文献篇数及书写要求：
主要参考资料：
（1）《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册.北京：人民交通出版社，2001
（2）《汽车设计》王望予主编.北京：机械工业出版社，2004
（3）《机械设计手册》成大先主编.北京:化学工业出版社,2002
1傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985
5．工作计划及进度：
2020年12月28日～2020年12月29日：查阅相关资料，明确设计任务及要求；
2020年12月30日～2021年1月3日：按任务书要求，选型、计算、分析和绘图；
2021年1月4日～2021年1月6日：整理并撰写课程设计说明书，
2021年1月7日～2021年1月8日：进行课程设计答辩。
系主任审查意见：
签字：
2020年12月25日
（4）《汽车设计课程设计指导书》王丰元主编.北京:中国电力出版社,2009
（5）《汽车设计课程设计指导书》王国权主编.北京:机械工业出版社,2010
（6）《汽车底盘设计》王雪峰主编.北京:清华大学出版社,2010
（7）《汽车理论》余志生主编.北京:机械工业出版社,2009
要求查阅的参考文献不得少于三篇，要求按国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例：
本课程设计是车辆工程专业本科生进行一次综合性较强的实践环节，能更好的检验车辆相关课程的学习效果，让学生更深入掌握所学内容，树立正确的工程设计思想，能正确、熟练的使用、查找相关手册、图册、标准、规范和相关技术资料，提高结构设计的能力，为日后做好毕业设计，走上工作岗位进行一次综合训练和准备。
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。
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轻型商用车传动轴及万向节设计设计说明书毕业设计本科学生毕业设计轻型商用车传动轴及万向节设计The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Light Commercial Vehicle Transmission Shaft and Cardan Joint摘要汽车的万向传动轴是由传动轴、万向节两个主要部件联接而成，在长轴距的车辆中还要加装中间支承。
万向传动轴主要用于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。
在本世纪初万向节与传动轴的发明与使用，在汽车工业的发展中起到了极其重要的作用。
随着汽车工业的发展，现代汽车对万向节与传动轴的效率、强度、耐久性和噪声等性能方面的设计及计算校核要求也越来越严格。
本毕业设计将依据现有生产企业在生产车型(CA1041)的万向传动装置作为设计原型。
在给定整车主要技术参数以及发动机、变速器等主要总成安装位置确定的条件下，对整车结构进行了分析，确定了传动轴布置方案，采用两轴三万向节带中间支承的布置形式。
在确定了传动方案后，对传动轴、万向节总成、中间支承总成进行设计，使该总成能够在正常使用的情况及规定的使用寿命内不发生失效。
关键字：传动轴；万向节；中间支承；设计；校核第1章第2章第3章绪论3.1选题的目的和意义随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势，对汽车节能、舒适与轻量化的要求越来越高。
而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，增添未能估算在内的符加动载荷，还可能导致传动系不能正常运转和早期破坏，万向传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一[1]。
传动轴选用与设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。
选用、设计不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加负荷，可能导致传动系不能正常运转，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。
3.2国内外研究现状、发展趋势传动轴普遍采用具有较高的强度的薄钢板卷焊而成的空心轴，超重型货车的传动轴则直接采用无缝钢管制成。
近年来由于对汽车低能耗，低成本的要求越来越高，汽车必须轻量化，汽车变得更易产生振动和噪声。
因此对传动系重要组成部分万向节振动特性必须进行分析[2]。
目前国内外都将以NVH(噪音，振动，啸声)为设计目标，为了满足这类要求，汽车制造厂对该总成的设计要求越来越严格。
随着Matlabl软件的开发，国内对传动轴的设计己从传统设计向模糊可靠性设计发展。
基本方法是把传统设计公式中的参量看作随机变量，进行概率计算，从中找出规律，得出合理的校核强度和截面参数。
汽车和工程机械用传动轴在高速转动时要产生弯曲振动。
因此导致共振现象使传动轴断裂.尤其是高速轴。
为避免共振产生应进行振动计算。
确定其临界转速.常规优化设计是为了使传动轴在工作时不出现共振现象.使传动轴的临界转速尽量避开其实际最高转速。
因载荷的随机性及切削加下时下件表而凹凸不平及材料软硬不均。
临界转速具有离散性。
它不是一个点，而是一个区域。
而模糊可靠性设计理论应用于具有振动的传动轴的优化设计中，提出传动轴的模糊可靠性优化设计方法，建立了在满足给定模糊可靠要求设计条件下优化设计数学模型。
传动轴模糊可靠性优化设计在设计中，既考虑设计参数的随机性和模糊性，又能进行多参数设计，使设计方案最优，且在设计后能预测新产品的可靠度[3]。
这是可靠性和最优化设计的有机结合。
万向节是实现万向传动的关键，万向节性能的优劣直接影响到整车的行驶性能、动力性、舒适性。
从19世纪初虎克式万向节在汽车上应用以来，经过100多年的发展己经有十几种形式。
可分为铡性万向节和挠性万向节。
刚性万向节又可分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。
等速万向节因其加工制造精度高、难度大，需成套引进国外专用加工生产设备，且投资费用大、价格高，已成为实现国产化的关键问题之一。
由于等速万向节传动轴应是用橡胶护套来密封的，橡胶护套的寿命从很大程度上决定了传动轴总成的使用寿命，因此橡胶护套设计和考核试验也成了等速万向节设计的重要环节之一。
由于近年来Pro/E、CATIA、Matlab等软件的开发与应用，国内的企业、科研单位也致力于基于CATIA、Matlab等的模糊、仿真设计，从而大大提高了我国对万向节的设计、制造水平。
综合以上国内外文献和相关书籍可以看出：随着计算机的发展、各种计算机辅助软件的设计开发，如:Pro/E、CAD、CATIA等以及有限元分析等设计理论的发展，必然会给万向节的设计、研发带来日新月异的进展，万向节及传动轴的设计己逐步实现自动化，集成化，智能化。
3.3研究内容及方法3.3.1传动轴方案的选择及主要参数的确定在汽车行驶过程中，由于发动机的振动及不平路面的冲击等因素引起弹性悬架系统的振动，使变速器的输出轴和驱动桥的输入轴相对位置经常变化，故两根轴不能刚性地连接，而必须采用一般由两个十字轴万向节和传动轴组成的万向传动装置。
在变速器与驱动桥之间距离较远的情况下，应将传动轴分成两段，并用三个十字轴式万向节连接起来，且在中间传动轴后端加装中间支承。
根据给定的发动机功率、变速器最大传动动比、主速器传动动比计算出最大剪应力和弯曲应力，选取钢材的材料并查得其屈服极限，传动轴临界转速的校核。
3.3.2万向节类型的选择对万向节类型及其结构进行分析，并结合（CA1041）技术要求选择合适的万向节类型。
考虑到本毕业设计所针对的车型为中轻型货车，对其万向传动轴的设计应满足：制造加工容易、成本低，工作可靠承载能力强，使用寿命长，结构简单，调整维修方便等要求，本设计选用十字轴式万向节，带中间支承的两段式传动轴。
3.3.3十字轴式万向节的结构分析十字轴式万向节的基本构造，一般由一个十字轴、两个万向节叉、和滚针轴承等组成。
两个万向节叉上的孔分别松套在十字轴的两对轴颈上。
为了减少磨擦损失，提高效率，在十字轴的轴颈处加装有由滚针和套筒组成的滚针轴承。
然后，将套筒固定在万向节叉上，以防止轴承在离心力作用下从万向节叉内脱出。
这样，当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。
目前，最常见的滚针轴承轴向定位方式有盖板式、卡环式、瓦盖固定式和塑料环定位式等[4]。
3.3.4 万向节总成主要参数的确定与校核1、十字轴十字轴万向节的损坏形式主要是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损，十字轴轴颈的滚针轴承帽工作表面出现压痕和剥落。
一般情况下，当磨损或压痕超过0.15mm 时便应报废。
十字轴主要失效形式是轴颈根部断裂，所以设计时应保证该处有足够的抗弯强度。
2、十字轴滚针轴承滚针轴承的结构分析：汽车万向节用滚针轴承的结构型式较多，但就滚针来说、主要有三种型式：锥头滚针、平头滚针及圆头滚针。
为了防止在运输及安装过程中掉针，国内的协作配套厂家大多都采用锥头滚针[5]。
这种结构的轴承除滚针端头为圆锥形外，还多了一个挡针圈并且在外圈滚道与底道之间加工出基底凹槽，滚针圆锥头靠挡针圈及外圈基底凹槽挡住，从而避免了径向掉针。
3、联接螺栓在发动机前置后驱动的汽车中，连接变速器与驱动桥之间的传动轴是靠万向节叉与驱动桥或变速器的法兰盘组成的联轴器来传递转矩的，由于螺栓联接工作时即承受剪切力又承受轴向力，所以需校核抗拉强度，抗剪强度和抗挤压强度。
4、万向节叉万向节叉与十字轴组成连接支承，在力F 作用下产生支承反力，在与十字轴轴孔中心线成︒45截面处，万向节叉承受弯曲和扭转载荷，应对其弯曲应力w σ和扭应力b τ进行校核。
3.3.5 中间支承的设计与校核在长轴距汽车上，为了提高传动轴临界转速，避免共振以及考虑整车总体布置上的需要，常将传动轴分段。
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看特性，减小噪声，也将传动轴分成两段。
当传动轴分段时，需加设中间支承。
在设计中间支承时，应合理选择橡胶弹性元件的径向刚度R C ，固有频率0f 对应的临界转速060f n = r/min 尽可能低于传动轴的常用转速范围，以免共振，保证隔振效果好。
许用临界转速为1000~2000r/min ，对于乘用车，取下限。
当中间支承的固有频率依此数据确定时，由于传动轴不平衡引起的共振转速1000~2000r/mim，而由于万向节上的附加弯矩引起的共振转速为500~1000r/min，这样就避免了中间支承与传动轴的谐振[6]。
第4章传动轴总成的设计4.1万向传动轴总体概述万向传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一。
传动轴选用与设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。
选用、设计不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加负荷，可能导致传动系不能正常运转..。
传动轴是将发动机输出的转知经分动器传递给前驱和后驱的传动机构，转速达3000~7000r/min,振动是传动轴总成设计需考虑的首要问题。
尽管采取涂层技术来减小滑移阻力，但产生的滑移阻力仍为等速万向节的10~40倍，而滑移阻力将产生振动。
为选型设计提供依据，传动轴分为CJ+CJ型、BJ+BJ型（靠花键产生滑移)BJ+DOJ 型、BJ+TJ型、BJ+LJ型5种类型。
4.2传动布置型式的选择万向节传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一。
传动轴选用与设计布置的合理与否直接影响传动系的传动性能。
选用与布置不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加动负荷，可能导致传动系不能正常运转和早期损坏。
车辆的万向节传动，主要应用于非同心轴间和工作中相对位置不断改变的两轴之间的动力传递。
装在变速器输出轴与前后驱动桥之间。
变速器的动力输出轴和驱动桥的动力输入轴不在一个平面内。
有的装载机在车桥与车架间装有稳定油缸、铰接式装载机在转向时均会使变速箱与驱动桥之间的相对位置和它们的输出、输出入轴之间的夹角不断发生变化。
这时常采用一根或多根传动轴、两个或多个十字轴万向节的传动[7]。
图2.1为用于汽车变速箱与驱动桥之间的不同万向传动方案。
（a）单轴双万向节式（b）两轴三万向节式图2.1汽车的万向传动方案[7]如图a为常用的单轴双万向节传动，如图b为连接距离较长且不宜于采用单轴双万向节传动的连接。
由于参考车型轴距为2.85米，故选取如图b的传动方案。
4.3传动轴断面尺寸的确定与强度校核4.3.1传动轴的运动分析传动轴的长度和夹角及它们变化范围，由汽车总布置设计决定。
设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，套管叉与花键轴有中够的配合长度；而在长度处于最小时，两者不顶死。
传动轴夹角的大小影响万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动效率和十字轴旋转的不均匀性。
当传动轴长度确定后，其断面尺寸必须保证有足够的强度，并能承受相当的转速。
其许用的传动轴转速，不应超过临界转速。
所谓临界转速，即当某个长度为L的传动轴，在两支点中旋转时，如图2.2所示，由于轴自身的重力作用，使传动轴中心（即质量中心）相对轴线有一偏移量（初挠度）a，如果再考虑到轴与孔的间隙，传动轴质量的不均匀，则a将再增大。