传动轴设计及应用ppt课件

• 轴承盖式结构：其万向节叉与十字轴滚针轴承配合的园孔不是一个整体， 而是分成两部分，成瓦盖式结构，用螺栓螺母紧固。这种结构的特点是 装拆方便，但结构、工艺复杂，刚性差，目前已不多见。
• 翼形轴承结构：这种结构其实是瓦盖式结构的延伸。就是将瓦盖和滚针 轴承合为一个整体，用螺栓螺母紧固。这种结构的特点是装拆方便，但 是结构、工艺复杂，但是由于它结构质量轻，在越野车上使用的比较广 泛。
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轴管用来连接万向节和滑动花键。高速旋转的 传动轴要求轴管质量分布均匀，容易动平衡，因此 通常采用低碳钢板卷制的电焊钢管。同时，空心管 还有重量轻、成本低、临界转速高的优点。所谓临 界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲振 动固有频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增 加而引起传动轴折断的转速。
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传动轴花键，以往大 多采用矩形花键，目前渐 开线花键的应用越来越普 遍。渐开线花键具有齿面 接触好、自动定心、强度 高、寿命长、加工成本低 等优点。滑动花键按在传 动轴中的位置分，有内侧 滑动和外侧滑动两种结构。 按结构形式分，有滑动叉 结构和花键轴叉结构。为 了减小滑动花键的轴向滑 动阻力和磨损，有时对花 键齿进行尼龙涂敷处理。
• 等速万向节：等速万向节是指输入轴和输出轴以等速传递 运动的万向节。球笼式万向节和球叉式万向节等为等速万 向节。主要用于轿车和驱动桥。
• 挠性万向节：挠性万向节依靠其中弹性零件的弹性变形来 保证在相交两轴间传动时不发生干涉。它能减小传动系的 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和很小轴向位移的万向传动场合。
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十字轴万向节结构
• 十字轴万向节按滚针轴承的定位方式，可分为压板式（盖板式）、卡环 式、轴承盖式（瓦盖式）和翼形轴承式。
• 压板式结构：采用压板、螺栓和锁片来定位十字轴及滚针轴承。结构简 单，工作可靠，工艺性好。
• 卡环式结构：采用卡环来定位十字轴及滚针轴承，它又分为外卡式和内 卡式两种。这两种结构的共同点是结构质量轻，卡环尺寸分组后可调整 十字轴端面间隙。另外，外卡式结构比内卡式结构工艺简单，便于实现 流水线生产。目前的传动轴越来越普遍采用外卡式结构。
与转速（转/分）的乘积不大于18000。十字轴万向节尽管有不
等速性的弊病，但结构简单、制造方便、成本低廉，还是被汽
车工业广泛采用。只要设计合理，可以克服和最大限度降低其
不等速性的影响。我们在设计时尽力调整各万向节夹角、传动
轴叉子相位等因素，使输出轴与输入轴在汽车满载使尽可能接
近等速。
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• 准等速万向节：是指输入轴和输出轴以近似等速传递运动 的万向节。双联式万向节、凸块式万向节和三销轴式万向 节等为准等速万向节。主要用于转向驱动桥。
临界转速的计算公式如下：
nk 1.2108
D2 d 2 L2
当传动轴过长时，自振频率降低，容易产生共 振。这中间支承装置。
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万向节
• 万向节按工作环境，分为开式万向节和闭式万向节。
• 万向节按扭转方向是否有明显的弹性，可分为刚性万向节和挠 性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式连接传递动力的，可 分为不等速万向节、准等速万向节和等速万向节。挠性万向节 是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。
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传动轴的动平衡
• 传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的一个激 励源，当高速旋转时，将产生明显的振动和噪 声。所以传动轴装配后必须100％进行动平衡 检验，并在传动轴两端焊平衡片校正不平衡量， 其剩余不平衡量不应低于GB 9293中规定的G40 平衡品质等级。
• 影响传动轴动平衡品质的因素： 1、万向节十字轴的轴向间隙； 2、传动轴滑动花键副中的间隙； 3、传动轴总成两端连接处定心精度； 4、高速回转时传动轴的弹性变形。
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传动轴设计计算
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传动轴总成的临界转速
• 在确定传动轴轴管尺寸和总成长度时，必须保证传动轴有足够的强度和 足够的临界转速，以便传动轴在低速大扭矩和高速行驶时都能可靠地工 作。
• 实际生产的传动轴不可能绝对平衡，高速转动时，传动轴质量偏心产生 的离心力会引起传动轴的弯曲振动。当传动轴的工作转速接近于其弯曲 振动固有频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴弯 曲折断，此时的转速称为传动轴的临界转速。
• 不等速万向节(卡当或虎克万向节）：十字轴万向节为不等速
万向节。对于单万向节传动，当主动轴等速旋转时，从动轴的
转速时快时慢，这就是十字轴万向节的不等速性。不等速性与
两轴夹角有关，夹角越大，不等速性越严重，从而引起动力总
成支承和悬架弹性元件的摆动，引起变速箱和后桥齿轮的冲击
噪声。一般要求，当万向节工作夹角大于3°时，夹角（度）
6、分动箱－后桥（十字轴式万向节）
7、前（中、后）桥－车轮（球笼式万向节或
双联十字轴式万向节等）
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传动轴结构及原理
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传动轴主要由 万向节、轴管、及 滑动花键副组成。 万向节由万向节叉、 十字轴带滚针轴承 总成及定位零件 （卡环、轴承压板 等）组成。
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汽车行驶时，变速箱与驱动桥的相对位置经 常在发生变化，与之相连的传动轴的角度和长度 也就在经常变化，所以传动轴带有万向节和可伸 缩的滑动花键。
汽车传动轴设计及应用
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传动轴功能及用途
传动轴的功能主要是将发动机的动力和
旋转运动传递给车轮驱动汽车前进。在汽车 上主要安装在如下部位：
1、变速箱－后桥（十字轴式万向节）
2、变速箱－中桥（十字轴式万向节）
3、中桥－后桥（十字轴式万向节）
4、变速箱－分动箱（十字轴式万向节）
5、分动箱－前桥（十字轴式万向节）
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内卡结构
外卡结构
盖板式结构
翼形轴承结构
瓦盖式结构
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传动轴中间支承
• 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。当传动轴分段时，需加设中间支承。
• 中间支承通常安装在车架横梁上或车身底架上，义 补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差以及车辆行 驶过程中由于发动机窜动或车架变形引起的位移。 目前广泛采用的是橡胶弹性中间支承。橡胶弹性元 件能吸收传动轴的振动，降低噪声。这种弹性中间 支承不能传递轴向力，它主要承受传动轴不平衡、 偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯 矩所引起的径向力。当这些周期性变化的作用力的 频率等于弹性中间支承的固有频率时，便会发生共 振。