越野車(chē)四驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和說(shuō)明書(shū)】,含CAD高清圖紙和說(shuō)明書(shū),越野車(chē),傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì),cad,高清,圖紙,以及,說(shuō)明書(shū),仿單 汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題目：四驅(qū)車(chē)輛傳動(dòng)軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：車(chē)輛工程 指導(dǎo)教師：郭世永 日期：2011.12.7-2011.12.27 目錄 1.原始數(shù)據(jù) 3 2.計(jì)算各個(gè)軸啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附著轉(zhuǎn)矩 3 3.球籠式萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 4 3.1萬(wàn)向節(jié)概述 4 3.2前輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 6 3.3后輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 8 3.4四輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 11 4.萬(wàn)向傳動(dòng)軸的選擇 14 4.1傳動(dòng)軸管的選擇 14 4.2伸縮花鍵的選擇 14 5．傳動(dòng)軸的計(jì)算和強(qiáng)度校核 15 5.1傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 15 5.2傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 15 5.3傳動(dòng)軸長(zhǎng)度選擇 15 5.4傳動(dòng)軸內(nèi)外管徑確定 16 5.5傳動(dòng)軸扭矩強(qiáng)度校核 16 6.參考文獻(xiàn) 17 1.原始數(shù)據(jù)： 滿(mǎn)載重量： G=18433N 前軸 = 38925N 后軸 =10138N 驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)比 =4.11 =4.55 滿(mǎn)載質(zhì)心高度 =0.52m 靜態(tài)滾動(dòng)半徑 =0.296m 動(dòng)態(tài)滾動(dòng)半徑 =0.301m 軸距 =2.576m 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 =70KW/3800rpm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 =173N.m/2200rpm 分動(dòng)箱速比 =2.522 =1.095 路面附著系數(shù) =0.85 振動(dòng)系數(shù) =1.2 承載系數(shù) =1.33 各檔勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的2/3 各檔利用率1-5檔分別是1% 、 6% 、 18% 、 30% 、45% 基本要求：汽車(chē)傳動(dòng)軸系統(tǒng)至少應(yīng)有100000Km的壽命 2計(jì)算各軸的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附著轉(zhuǎn)矩 用兩者之間的最小值作為靜態(tài)轉(zhuǎn)矩選擇萬(wàn)向節(jié)計(jì)算結(jié)果列入下表1。 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和附著轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 表1 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 附著轉(zhuǎn)矩 所需萬(wàn)向節(jié)尺寸 啟動(dòng) 耐久 1）前輪驅(qū)動(dòng) =1536.8N．m（半軸） 3073.6 N．m（整軸 RF85(外側(cè)) VL85（內(nèi)側(cè)） RF107 VL107 2)后輪驅(qū)動(dòng) N．m（半軸） =3400 N．m（整軸） 傳動(dòng)軸 RF95 VL91 （外側(cè)和內(nèi)側(cè)） VL85 RF107 VL107 VL85 3）四輪驅(qū)動(dòng) 前軸 =1459 N．m（整軸） 后軸 =1785.2 N．m（整軸） 傳動(dòng)軸 RF72（外側(cè)） VL85（內(nèi)側(cè)） VL91 （外側(cè)和內(nèi)側(cè)） VL85 RF91 VL91 VL91 VL85 3.球籠式萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 3.1萬(wàn)向節(jié)概述 萬(wàn)向傳動(dòng)軸由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。它主要用來(lái)在工作過(guò)程中相 對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 萬(wàn)向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求： 1)保證所連接的兩軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。 2)保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬(wàn)向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。 3)傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易等。 萬(wàn)向傳動(dòng)軸在汽車(chē)上應(yīng)用比較廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，由于彈性 懸架的變形，變速器或分動(dòng)器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸的軸線相對(duì)位置經(jīng)常變化，所以普遍采 用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時(shí)多采 用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。當(dāng)后驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楠?dú)立懸架時(shí)，也必須采用萬(wàn)向傳動(dòng)軸。 萬(wàn)向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬(wàn)向節(jié)和撓性萬(wàn)向節(jié)。剛性萬(wàn)向節(jié)是 靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動(dòng)力的，可分成不等速萬(wàn)向節(jié)(如十字軸式)、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)(如雙 聯(lián)式、凸塊式、三銷(xiāo)軸式等)和等速萬(wàn)向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性萬(wàn)向節(jié)是靠彈性零 件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。 伸縮式等速萬(wàn)向節(jié)DOJ型 俗稱(chēng)六珠內(nèi)球籠，以等速傳遞動(dòng)力且能改變工作角度和進(jìn)行伸縮滑動(dòng)的，同時(shí)其工作軌道平行于軸線的萬(wàn)向節(jié)裝置。與變速器連接在一起，通過(guò)鐘形殼和星形輪之間的六個(gè)鋼球?qū)⒆兯倨鞯膭?dòng)力傳遞于軸，其最大工作角度為20度----30度之間，適用于部分車(chē)型。 固定式等速萬(wàn)向節(jié) BJ型。 俗稱(chēng)外球籠，以等速傳遞動(dòng)力且能改變工作角度的中心固定式萬(wàn)向節(jié)裝置。 與軸連接在一起，通過(guò)星形輪和鐘形殼之間的六個(gè)鋼球?qū)?dòng)力傳遞于車(chē)輪，其最大工作角度為40度---50度之間，適用于所有車(chē)型。 樞軸式等速萬(wàn)向節(jié)（TJ型） 俗稱(chēng)三腳內(nèi)球籠，以等速傳遞動(dòng)力且能改變工作角度和進(jìn)行伸縮滑動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)裝置。與變速器連接在一起，通過(guò)鐘形殼內(nèi)的三個(gè)帶有滾針的軸承將變速器動(dòng)力傳遞于軸，其最大的工作角度為20度---30度之間，適用于所有車(chē)型。 另還有伸縮式等速萬(wàn)向節(jié) VL型 3.2前輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 利用式時(shí)， 時(shí)，計(jì)算前驅(qū)動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)在各檔位百萬(wàn)次循環(huán)壽命： Lh1= =11.7h Lh2= =34.3h Lh3= =105.4h Lh4= =222.7h Lh5= =416.8h 式中，Md查下表2，Mx查表1。 前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)半軸萬(wàn)向節(jié)壽命參數(shù)計(jì)算結(jié)果 表2 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 14.8 8.74 5.99 4.4 3.41 3 148.6 251.7 367.3 500 645.2 4 16.9 28.6 41.7 56.7 73.2 5 853.5 504 345.4 253.7 196.6 6 時(shí)， 11.7 34.3 105.4 222.7 416.8 結(jié)合各檔使用的ax,百萬(wàn)次循環(huán)負(fù)荷條件下，該萬(wàn)向節(jié)的受用壽命滿(mǎn)足下式： = =148.4h 平均行駛速度為 安全行駛里程 由此可見(jiàn)，依據(jù)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇的RF85萬(wàn)向節(jié)還不能滿(mǎn)足行駛里程要大于100000km的耐久性要求，因而，必須選擇另一個(gè)大的萬(wàn)向節(jié)。利用行駛里程與轉(zhuǎn)矩比值成三次方的關(guān)系，計(jì)算相同速度和軸間夾角下得萬(wàn)向節(jié)的耐久性。 RF107萬(wàn)向節(jié)： 只有RF107萬(wàn)向，滿(mǎn)足要求的耐久性； VL107萬(wàn)向節(jié)的，是伸縮式萬(wàn)向節(jié)，它只能以平均夾角運(yùn)轉(zhuǎn)但承受較高。 VL107的耐久性 滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求 3.3后輪驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 后半軸用球籠式萬(wàn)向節(jié),選用表1中的VL91萬(wàn)向節(jié) 表3 后輪驅(qū)動(dòng)后半軸萬(wàn)向節(jié)壽命參數(shù)計(jì)算結(jié)果 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 16.4 9.67 6.63 4.87 3.77 3 134.1 227.5 331.8 451.7 583.6 4 15.2 25.8 37.7 51.3 66.2 5 945.7 557.6 382.3 280.8 217.4 6 時(shí)， 26.9 96.4 240.5 508.2 944.6 百萬(wàn)次壽命循環(huán) 平均行駛速度為 安全行駛里程 顯然，VL91萬(wàn)向節(jié)的耐久性不夠。選擇大一號(hào)的萬(wàn)向節(jié)計(jì)算耐久性 VL107萬(wàn)向節(jié)： 顯然滿(mǎn)足耐久性要求 傳動(dòng)軸與后驅(qū)動(dòng)橋的連接，選用球籠式萬(wàn)向節(jié)。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩乘以變速器的傳動(dòng)比就是傳動(dòng)軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩。此外，它的速度比半軸速度高出4.11倍。根據(jù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇VL91萬(wàn)向節(jié)，查表得： 計(jì)算結(jié)果如下表4 后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)軸上萬(wàn)向節(jié)壽命參數(shù)計(jì)算結(jié)果 表4 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 3.6 2.125 1.458 1.071 0.829 3 611 1035.3 1508.9 2054.2 2653.8 4 69.3 117.5 171.2 233.1 301.1 5 415.2 245.1 168.2 123.5 95.6 6 時(shí)， 時(shí) 55.5 196.2 416.5 772.5 1289.7 百萬(wàn)次壽命循環(huán) 平均行駛速度為 安全行駛里程 顯然，滿(mǎn)足耐久性要求。 用于前半軸的球籠式萬(wàn)向節(jié)，前橋輸入轉(zhuǎn)矩是前橋驅(qū)動(dòng)的47.5%，計(jì)算結(jié)果如下表5所示。 3.4四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì)選用 前半軸萬(wàn)向節(jié)壽命參數(shù)計(jì)算結(jié)果 表5 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 14.8 8.74 5.99 4.4 3.41 3 148.6 251.7 367.3 500 645.2 4 16.9 28.6 41.7 56.7 73.2 5 405.4 239.4 164 120.5 93.4 6 時(shí)， 109.2 320 983.5 207.8 3889.1 百萬(wàn)次壽命循環(huán) 平均行駛速度為 安全行駛里程 顯然，RF85萬(wàn)向節(jié)的耐久性不夠。選擇大一號(hào)的萬(wàn)向節(jié)計(jì)算耐久性 RF91萬(wàn)向節(jié)： 顯然滿(mǎn)足耐久性要求。 用于后半軸的球籠式萬(wàn)向節(jié)，輸入的轉(zhuǎn)矩是后橋驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的52.5% 計(jì)算結(jié)果如下表6 四驅(qū)時(shí)后驅(qū)動(dòng)軸球籠式萬(wàn)向節(jié)參數(shù)計(jì)算結(jié)果 表6 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 16.4 9.67 6.63 4.87 3.77 3 134.1 227.5 331.8 451.7 583.6 4 15.2 25.8 37.7 51.3 66.2 5 496.5 292.7 200.7 147.4 114.1 6 時(shí)， 185.3 666.7 1663.3 3514.1 6535 百萬(wàn)次壽命循環(huán) 12 ， 平均行駛速度為 安全行駛里程 顯然，VL91萬(wàn)向節(jié)滿(mǎn)足耐久性要求。 傳動(dòng)軸上的球籠式萬(wàn)向節(jié)。對(duì)于四輪驅(qū)動(dòng)，與后橋連接的傳動(dòng)軸只承受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的52.5%。因此選擇VL85萬(wàn)向節(jié)，計(jì)算結(jié)果如下表7 四驅(qū)驅(qū)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)軸上球籠萬(wàn)向節(jié)壽命參數(shù)計(jì)算結(jié)果 表7 所用公式 擋位 1 2 3 4 5 1 擋位利用率（%） 1 6 18 30 45 2 3.6 2.125 1.458 1.071 0.829 3 611 1035.3 1508.9 2054.2 2653.8 4 69.3 117.5 171.2 233.1 301.1 5 218 128.7 88.3 64.8 50.2 6 時(shí)， 時(shí) 383.5 1355.8 2878.3 5338.5 8912.7 百萬(wàn)次壽命循環(huán) 平均行駛速度為 安全行駛里程 顯然，VL85萬(wàn)向節(jié)，滿(mǎn)足耐久性要求。 4 萬(wàn)向傳動(dòng)軸的選擇 4.11傳動(dòng)軸管的選擇 傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度和夾角及它們的變化范圍，由汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)決定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度處在最大值時(shí)，花鍵套與花鍵軸有足夠的配合長(zhǎng)度；而在長(zhǎng)度處于最小時(shí)，兩者不頂死。傳動(dòng)軸夾角大小會(huì)影響萬(wàn)向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬(wàn)向傳動(dòng)效率和十字軸的不均勻性。變化范圍為3。 傳動(dòng)軸經(jīng)常處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所以軸的材料查機(jī)械零件手冊(cè)選取40CrNi，適用于很重要的軸，具有較高的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。 傳動(dòng)軸管由低碳鋼板制壁厚均勻、壁?。?.5～3.0mm）、管徑較大、易質(zhì)量平衡、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、彎曲剛度高、適用高速旋轉(zhuǎn)的電焊鋼管制成。 3.2伸縮花鍵的選擇 選擇矩形花鍵，用于補(bǔ)償由于汽車(chē)行駛時(shí)傳動(dòng)軸兩端萬(wàn)向節(jié)之間的長(zhǎng)度變化。為減小阻力及磨損，對(duì)花鍵齒磷化處理或噴涂尼龍，外層設(shè)有防塵罩，間隙小一些，以免引起傳動(dòng)軸的震動(dòng)?；ㄦI齒與鍵槽按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以保持傳動(dòng)軸 總成的動(dòng)平衡。動(dòng)平衡的不平衡度由電焊在軸管外的平衡片補(bǔ)償。裝車(chē)時(shí)傳動(dòng)軸的伸縮花鍵一端應(yīng)靠近變速器，減小其軸向阻力和磨損。其結(jié)構(gòu)圖如下: 圖 5-1 萬(wàn)向傳動(dòng)軸—花鍵軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-蓋子；2-蓋板；3-蓋墊；4-萬(wàn)向節(jié)叉；5-加油嘴；6-伸縮套； 7-滑動(dòng)花鍵槽；8-油封；9-油封蓋；10-傳動(dòng)軸管 5. 傳動(dòng)軸的計(jì)算與強(qiáng)度校核 5.1傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速 長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度和足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速（r/min），安全系數(shù)K取1.2，適用于一般精度的伸縮花鍵 則有 （為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速） (6.1) 安全系數(shù) = （6.2） = 2640 5.2傳動(dòng)軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩 = 327×4.55×90% = 1339 N （6.3） = 1339 5.3傳動(dòng)軸長(zhǎng)度選 根據(jù)軸距 2576mm,初選傳動(dòng)軸支承長(zhǎng)度為（17903.6）mm，花鍵軸長(zhǎng)度應(yīng)小于支承長(zhǎng)度，滿(mǎn)足萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸的間隙要求，取花鍵軸長(zhǎng)度為（15702.5）mm 5.4 傳動(dòng)軸管內(nèi)外徑確定 （6.4） 得 （6.5） 又 1.5 mm 3 mm 根據(jù)電焊鋼管外徑70105mm的標(biāo)準(zhǔn)資料（從冶金部標(biāo)準(zhǔn)YB24263中選?。? 初選 = 95 mm ， （6.6） 其中 為傳動(dòng)軸長(zhǎng)度(mm)，即兩萬(wàn)向節(jié)中心的距離 和分別為傳動(dòng)軸軸管的外、內(nèi)徑(mm) 5.5傳動(dòng)軸扭矩強(qiáng)度校核 由于傳動(dòng)軸只承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力而不承受彎曲應(yīng)力，所以只需校核扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，根據(jù)公式有 MP（6.7） = 300 MP （為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力） 上式說(shuō)明設(shè)計(jì)參數(shù)滿(mǎn)足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。 6. 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