畢業(yè)論文—柴油動(dòng)力SUV車設(shè)計(jì)--傳動(dòng)軸、離合器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、第一章-xxe 1冃ij 呂離合器和傳動(dòng)軸看似簡(jiǎn)單，工作原理淺薄，但其結(jié)構(gòu)的發(fā)展 經(jīng)歷了上百年，融合幾代人的智慧和心血冰達(dá)到今天的地步，多 年來實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)，從單片干式摩擦離合器發(fā)展到雙 片以及多片離合器，從原來的周置彈簧離合器、中央彈簧離合器、 斜置彈簧離合器發(fā)展到膜片彈簧離合器，目前膜片彈簧離合器己 廣泛利用到各種車型上，因?yàn)樗幸幌盗袃?yōu)點(diǎn)，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等 優(yōu)點(diǎn)。近年來，濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，國(guó)外某些重型牽 引汽車，開始了多片濕式離合器。汽車后驅(qū)動(dòng)橋的萬向傳動(dòng)軸，簡(jiǎn)稱傳動(dòng)軸，它是有萬向節(jié)軸 管及仲縮花鍵等組成，對(duì)于長(zhǎng)

2、軸矩汽車的分段傳動(dòng)軸，還要有中 間支承。在乘用車中，有時(shí)為了提高傳動(dòng)系的彎曲剛度，改善傳 動(dòng)系的彎曲振動(dòng)待性，減小噪聲，也將傳動(dòng)軸分成兩段。當(dāng)傳動(dòng) 軸分段時(shí)，需加中間支承。實(shí)心傳動(dòng)軸僅用于作為與等速刀向節(jié)相連的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半 軸，或用于作斷開式驅(qū)動(dòng)橋的擺動(dòng)半軸；空心傳動(dòng)軸具有較小質(zhì) 量，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，比實(shí)心傳動(dòng)軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，主要 應(yīng)用于傳動(dòng)系的萬向傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸的仲縮花鍵一端不應(yīng)靠近后 驅(qū)動(dòng)橋，而應(yīng)靠近變速器或中間支承，以減小其軸向阻力和磨損。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高 速發(fā)展，人們對(duì)離合器和萬向傳動(dòng)軸的要求越來越高。離合器和 萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)理論也從傳統(tǒng)的機(jī)

3、械力學(xué)領(lǐng)域深入到熱、電、材 料、控制等眾多的學(xué)科領(lǐng)域。今天，技術(shù)己發(fā)展到電子化、信息 化。離合器和刀向傳動(dòng)軸的發(fā)展也面臨著用新技術(shù)改造和提高。第二章 離合器設(shè)計(jì)§2.1離合器概述對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中是做為一 個(gè)獨(dú)傳中相連接的總成。目前，汽車上廣泛采用摩擦離合器是一種 能分離的裝置。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱 機(jī)構(gòu)。為了保證離合器有良好的工作性能，涉及離合器應(yīng)忙組 如下要求：在保證任何行駛條件下，既能可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，必 有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過載。1. 接合是要完全、平順、柔和，保證汽車豈不是沒有抖動(dòng) 和沖擊。2. 分離是

4、要迅速、徹底。3. 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕變速器換擋是變速器齒輪間的 沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。4. 應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度 不致過高，延長(zhǎng)其使用壽命。5. 應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖 擊和降低噪聲的能力。6. 操縱輕便、準(zhǔn)確，以便減輕駕駛員的疲勞。7. 作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作 過程中要盡可能小，以保證穩(wěn)定的工作性能。8. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整 方便等。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速 發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求越來越高。從提高離合器的

5、工作性能的 角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片離合器結(jié)構(gòu)正在向拉是膜片彈簧離合 器發(fā)展。傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱形式發(fā)展。因此，提高離合 器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器 的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，易辰各位離合器的發(fā)展趨勢(shì)。§2.2離合器的結(jié)構(gòu)方案分析現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器， 可按從動(dòng)盤數(shù)目不同、壓緊彈簧布置形式不同、壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形 式不同和分離時(shí)作用力方向不同分類如下：一、從動(dòng)盤的選擇1. 單片離合器單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方 便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用吋能保證分離徹底，采用軸向有 彈性的從動(dòng)盤可保

6、證結(jié)合平衡。2. 雙片離合器雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦面增加一倍，因而傳 遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；結(jié)合更為平順、柔和；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況 下，徑向尺寸較小，踏板力較小。3. 多片離合器多片離合器多為濕式，具有結(jié)合更加平順、柔和，摩擦表面溫度 較低，磨損較小，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但分離行程大，分離不徹底， 軸向尺寸和從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，主要應(yīng)用于最大總質(zhì)量大于14t 的商用車上。二、壓緊彈簧和布置形式的選擇1. 周置彈簧離合器過去廣泛應(yīng)用于各類汽車上，現(xiàn)在己很少用。2. 中央彈簧離合器中央彈簧離合器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸較大，多用于發(fā)動(dòng)機(jī)最大 轉(zhuǎn)矩大于400500n m的商用車上，以減輕其操縱力

7、。3. 斜置彈簧離合器與上述兩種離合器相比，它具有工作性能穩(wěn)定、踏板力小的突 出特點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在最大總質(zhì)量大于14t的商用車上。4. 膜片彈簧離合器膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主 要由碟簧部分和分離指部分組成，膜片彈簧離合器與其他形式的 離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧具有較理想的非線性 彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本不變，因而 離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對(duì)圓柱螺旋彈簧， 其壓力大大下降，離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下降，從而降低 了踏板力。對(duì)于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加。膜片彈簧 兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸

8、小， 零件數(shù)目少，質(zhì)量小。高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性 能穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力明顯下降。膜片彈簧以整個(gè)圓 周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。 易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。膜片彈簧中心與離 合器中心線重合，平衡性好。但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，制造成本較高，對(duì)材質(zhì)和尺寸 精度要求較高，其非線性彈性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容 易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性能的提高，制 造工藝和設(shè)計(jì)方法逐步完善，膜片彈簧的制造己日趨成熟。因此， 膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，而且在各種形式的 商用車上也被廣泛采用。表2-1推式和拉式比較項(xiàng)目類型離

9、合器各外形分離軸承膜片彈簧外徑尺寸彈簧應(yīng)力壓緊載支撐環(huán)數(shù)設(shè)計(jì)負(fù)安裝推式大簡(jiǎn)單大容易相對(duì)小大小2拉式小復(fù)雜小較難相對(duì)大小大1拉式膜片膜片彈簧離合器較推式性能上有更多優(yōu)點(diǎn)，由于受到 分離軸承機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，拆裝復(fù)雜等因素困饒，因此在許多場(chǎng)合還是寧 愿采用推式結(jié)構(gòu)型。§2.3離合器的主要參數(shù)選擇§2.3.1后備系數(shù)0后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮摩擦片在使用中 磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距、防止離合器滑磨時(shí) 間過長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過載以及操縱輕便等因素。顯然，為可靠傳遞 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距和防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)，

10、不宜選得太小；為 使離合器尺寸不致過大、使用條件好時(shí)，可選得小些；當(dāng)使用條件 惡劣、需要拖帶掛車時(shí)，為提高起步能力，減少離合器滑磨，應(yīng)選 得大些；汽車總質(zhì)量越大，業(yè)應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工 作比較粗暴，轉(zhuǎn)距較不平穩(wěn)，選取的值應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸 數(shù)越多，轉(zhuǎn)距波動(dòng)越小，可選得越?。荒て瑥椈呻x合器由于摩擦 片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片 離合器的值應(yīng)大于彈片離合器。各類汽車離合器得取值范圍見表 2-1。表2-2離合器后備系數(shù)得取值范圍車型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車1.20 1.75最大總質(zhì)量為614t的商用車1.50 2.25掛車1.80 4

11、.00§2.3.2單位壓力p0單位壓力決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器工作性能和使用 壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功 率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。對(duì)于離 合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上 行駛的汽車，應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦片外 緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大。當(dāng)摩擦片采用不同的材料時(shí)，取值范圍見表2-2表2-3摩擦片單位壓力x的取值范圍摩擦片材料革位壓力map石棉基材料模壓0.15-0.25編織0.25-0.35粉末冶金材銅基0.35 0.50料鐵基金屬陶瓷材料0.7

12、0 1.50§ 2. 3. 3摩擦片外徑d、內(nèi)徑d和厚度b摩擦片外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì) 量和使用壽命有決定性的影響。當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料己選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距a已知，結(jié) 合式（2-6）和式（2-7），適當(dāng)選取后備系數(shù)和單位壓力x，可估算 出摩擦片外徑，即單位壓力p摩擦片外經(jīng)d、內(nèi)徑d和厚度b最大轉(zhuǎn)矩7c max2pte max兀l-c摩擦片外徑d （mm）也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距 按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用經(jīng)驗(yàn)公式 d= kdyfnz （2-1）直徑系數(shù)車用車kd = 4.6d= kdjtc = 14.6 x v225 = 219mm摩擦片內(nèi)徑可根據(jù)d/d=o

13、.530.70之間來確定式中，c為直徑系數(shù)，取值范圍見表2-3。表2-3 直徑系數(shù) 的取值范圍車型直徑系數(shù)乘用車14.6最大總質(zhì)量為16.018.5（單片離合器）1.814.0t的商用車13.515.0（雙片離合器）最大總質(zhì)量大于14.0t22.5-24.0的商用車蕩摩擦片外徑d確定后，摩擦片內(nèi)徑d可根據(jù)d/d在0.53'0.70 之間來確定。在同樣摩擦片外徑d時(shí)，選用較小的摩擦片內(nèi)徑d 雖可增大摩擦面積，提高傳遞轉(zhuǎn)距的能力，但會(huì)使摩擦面上的壓 力分布不均勻，使摩擦片內(nèi)、外緣圓周的相對(duì)滑磨速度差別太大 而造成摩擦面磨損不均勻，且不利于散熱和扭轉(zhuǎn)減振器的安裝。 摩擦片尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)

14、準(zhǔn)gb/t57641998汽車用離合器面 片，所選的d應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過6570m/s，以免 摩擦片發(fā)生分離。摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm三種。 §2.3.4摩擦因數(shù)f、摩擦面數(shù)z和離合器間隙摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、 單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主耍有石棉基材料、 粉末治金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因數(shù)f受工 作溫度、單位壓力和滑磨速度的影響較大，而粉末冶金材料和金 屬陶瓷材料的摩擦因數(shù)f較大且穩(wěn)定。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f 的取值范圍見表2-4表2-4摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦材料摩擦因

15、數(shù)f石棉基材料模壓0. 200. 25編織0. 250. 35粉末冶銅基0. 250. 35金材料鐵基0. 350. 50金屬陶瓷材料0. 4摩擦面數(shù)z為離合器從動(dòng)盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳 遞轉(zhuǎn)距的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸。離合器間隙是指離合器處于正常結(jié)合狀態(tài)、分離套筒被回位彈 簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能 完全結(jié)合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙一般力 34mm。§2.3.5離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算約束條件1) vd=/2£max/?xk)_, <6570m/snemax = 3600 v / min 為發(fā)60動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速(r/

16、min )d <65x60x1(/'-x3600=0.345 m2）內(nèi)外半徑比0.53 < c < 0.70查標(biāo)準(zhǔn)系列根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果可取d = 225 mm同樣可查取d =150 mm3）后備系數(shù)1.2$. 4.0根據(jù)后備系數(shù)的選擇原則，本次設(shè)計(jì)的suv 選 /= 1.304）為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝摩擦片的內(nèi)徑d必須大于彈簧位置 直徑2久約50cmd> 2/?0 + 50即：/?0取 48 mm5）為了反映離合器轉(zhuǎn)矩比保護(hù)過載的能力4te(2-2 )( nm/ mm2)汽車設(shè)計(jì)表2-4取銅基f二0.30，奮表2-3取po = o.4omapz = 4，代

17、入公式t c=jlf 2 p0d3(l - c3) lo = o.28x 102<0.30x w2 合適單位面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩的使用值。（n m/ mm2 ）離合器規(guī)格d/mm<210>210-250250325>3257；oxlo_20.280.300.350.406）為了將地理和氣化模式的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不單位壓力根據(jù)所用摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取。a）的最大 值為 0.101.50map 即：0.10 < /）。 <1.50mapt c=gfz p0d3(l - c3)告 xo.3x4xp0xo.225x(l -0 . 66 73)0.1 1 ma

18、p滿足耍求。7）為了減小汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫 度過高而燒傷，離合器每接合一次的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小 于其使用值即：<7rz(d2-d24ww為單位摩擦而積滑磨功（j / mm2）對(duì)于乘用車：w= 0.40j / mm2對(duì)于最大宗質(zhì)量小于6噸的商用車：w =0.33j / mm2, 對(duì)于最大總質(zhì)量大于6噸的商用車w =0.25j / mm2,7t2n2e1800/ 2 m a r r-2-2(2-3)ma為汽車總質(zhì)量取2325 kg ； rr為輪胎滾動(dòng)半徑去取 0.362 mm； i g汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比取4.1 1; i（j為主減速器的傳動(dòng)比取4.

19、6； n、為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取2000, 計(jì)算時(shí)乘用車去2000r/min,商用車取1 500i7min將數(shù)值代 入公式we1800-2-2 1 1 g=18676.36 j / mm24w又有w=7rz(c-d2 )漿上市計(jì)算結(jié)果代入得：w =0.2114<0.4,合適。 校核tc = 284.8/3= 1.3 合適。根據(jù)汽車設(shè)計(jì)叢書表3.2.1選擇摩擦片系列參數(shù)d = 225 mmd = 1 5 0 mm厚度3.5 mmc，= d / d = 0.667單位而積 21 1 mm2§2.3.6膜片彈簧的特性假設(shè)膜片彈簧在承載過程中其子午斷面剛性的饒某 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)通過支撐環(huán)和壓盤在膜片

20、彈簧上的載荷f 1 = f(/i1) =h-/1,r讓rri-r（2-4 ）試中，e為彈簧的彈性模量對(duì)于鋼：e=2.1x 103map; /為材料的 松泊比對(duì)于鋼/=0.3; h為膜片彈簧鋼板厚度；r， r分 別為碟簧部分大、小端半徑；/?,、分別為壓盤加載點(diǎn)和 支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑。當(dāng)離合器分離時(shí)膜片彈簧的加載點(diǎn)將發(fā)生變化。設(shè) 分離軸承分離指端所加的乂載荷為f2,相應(yīng)作用點(diǎn)變形為 牟，另外在分離與壓緊狀態(tài)下，只要膜片彈簧變形到相 同位置有如下關(guān)系：膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算膜片彈簧的子午線斷面在中性點(diǎn)演員周方向的切向 變?yōu)榱銊t斷面任意點(diǎn)（x , y ）切向應(yīng)力：,3為自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐角；z?為從

21、自由狀態(tài)起碟 簧子午線斷面轉(zhuǎn)角，e中性點(diǎn)半徑。e-（r-r）/d2（/?/r）(2-5)令 di%/d=q初達(dá)到最大值時(shí)的轉(zhuǎn)角/?r=(d + d)/4 = 93. 75 mm r 大于尺(取 r=95 mm r = 73 mm因?yàn)橐话?r/ r=1.21.35, 95/73=1. 301 合適。= a +代入數(shù)值得：18.34度。取/=0.3，e=2.1 x 105map，代入(1)得：(7必=1 738.6map 膜片彈簧的節(jié)本參數(shù)選擇比值h/h選擇 比值h/h對(duì)膜片彈簧的影響巨大，對(duì)(1)分析當(dāng)h/h小于義時(shí)為増函數(shù)，h/h=人時(shí)有極值， 當(dāng)h/h大于w時(shí)有一極大值和一極小值，汽車離合器

22、使用 的膜片彈簧的h/h比值，一般為1.52.0,板后h為24 mm. r/r比值和r、r的選擇 研宂表明，r/r越大，彈簧材 料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影 響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，r/r 一般為1.201.35。為使摩擦片上的壓力分布較為均勻，推 式磨片彈簧的r值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑rc. 拉式膜片彈簧的r值宜取為大于或等于re.而且，對(duì)于同樣 的摩擦片尺寸，拉式的r值比推式的大(3)3的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截錐高度 h 關(guān)系密切，d =arctanh/(r-r) - h/(r-r),帶入數(shù)值， h=4.5，r=95,

23、r=73 般在 9()15°3 = 11.56（4）膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置如圖2-14所示。該曲線的拐點(diǎn)h對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且/i ： = = aih = （兒m+兒n） /2。新離合器在結(jié)合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)b 般取在鬥點(diǎn)m和拐點(diǎn)h之間，且靠近或在h點(diǎn) 處，一般 /ll b =（0.8 , 1.0）a i / =，以保證摩擦片在最大 磨損限度范圍內(nèi)的壓緊力從fb到f1a變化不大。當(dāng)分 離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從b變到c。為最大限度的減小分離指數(shù)目n的選取分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈 簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12。（6）膜片彈簧小端內(nèi)半徑（

24、圖2-15）及分離軸承作用半 徑的確定：r（）由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變 速器第一軸花鍵的外徑。應(yīng)大于zy根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 d = ktemax =2527 mm,取 26 mm 取廠。=27 mm ,= mm切槽寬度4 $及半徑（圖2-15 ）的確定的取值成滿足r 一的要求。52=910 mm $=3. 23. 5 mm 因?yàn)閞=73 mm，取么=9. 5 mm，代數(shù)值求得：r =63. 5mm壓盤加載點(diǎn)半徑l和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定/?,和z的 取值將影響膜片彈簧的剛度。應(yīng)略大于且盡量接近1應(yīng)略小于r 且盡量接近r。z; >r ，/?, <r 取 q=74 mm, /?,

25、 = 94 mm § 2. 3. 7膜片彈簧材料及制造工藝國(guó)內(nèi)膜片彈簧一般采用60si2mna或50crva等優(yōu)質(zhì)高精度鋼 板材料。為了保證其硬度、兒何形狀、金相組織、載荷特性和表 面質(zhì)量等要求，需進(jìn)行一系列熱處理。為了提高膜片彈簧的承載 能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向， 超過徹底分離點(diǎn)后繼續(xù)施加過量的位移，使其過分離38次，以 產(chǎn)生一定的塑性變形，從而使膜片彈簧的表面產(chǎn)生與使用狀態(tài)反 方向的殘余應(yīng)力而達(dá)到強(qiáng)化的目的。一般來說，經(jīng)強(qiáng)壓處理后， 在同樣的工作條件下，可提高膜片彈簧的疲勞壽命5%30%。另 外，對(duì)膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理，即以高速?gòu)椡枇鲊?/p>

26、 射到膜片彈簧表面，使表層產(chǎn)生槊性變形，從而形成一定厚度的 表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可提高承載能力和疲 勞強(qiáng)度。膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)約朿條件： f'b = f、= /?oa=o.11x tt/4 x (2252-1502)=2363n 把膜片彈簧個(gè)尺寸和松泊比/ =0. 3彈性模量e=2.1 x 105map代入r -r4 = 3.5則=一 = 1027nr-r.4，8.05k1-l人b =(0.8r r< 95-73o.s <=rr94-74mm1. 0 )3.0 <4<3. 751.6<h/h<2.29° <<

27、1.20< r/r < 1. 3570 < 2r/h <1003.5 < r/ r0 < 5.0 推式：（d + d）/4s/sd/2拉式：（d + d）/4< ad/2本次采用推式，代入檢驗(yàn)合適。 根據(jù)彈簧不知要求應(yīng)滿足：1 < r - /?, < 70 < zj r <60<q 廠。<4代入數(shù)值經(jīng)檢驗(yàn)均滿足耍求。 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用因此其杠桿比應(yīng)在 一定范圍內(nèi)選取推式：2. 3 <（ 一 r,、） / （ /?, 一）<4. 5拉式：3. 5 <（ /?, rf ） / （ /?,

28、 aj ） <9. 0本次采用推式，代入檢驗(yàn)合適。 = 1738. 6mapmax < maj可以滿足要求。第三章扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件（減振彈簧或橡膠）和阻尼元件 （阻尼片）等組成。彈性元件的主耍作用是降低傳動(dòng)系的首端扭 轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階（通常為三階）同有頻 率，改變系統(tǒng)的同有振型使之盡可能避開由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激 勵(lì)引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動(dòng)能量。因此，扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能：1）降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系結(jié)合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系 扭轉(zhuǎn)固有頻率。2）增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖 擊而產(chǎn)生的順態(tài)扭

29、振。3）控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器軸系的扭振，消 減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振及噪聲。4）緩和非穩(wěn)定工況傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的結(jié)合 平順性。減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼摩擦元件的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個(gè) 主要參數(shù)，決定了減振器的減振效果。其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)角等。1. 轉(zhuǎn)矩tf極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷與從動(dòng)盤轂缺口 之間的間隙時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時(shí) 的轉(zhuǎn)矩。它受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取tj= （1.5 2.0） t e m a x（3_1）式中，商用車：系數(shù)取1.5;乘用

30、車：系數(shù)取2.0。試驗(yàn)表明，當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)距與汽車后驅(qū)動(dòng)輪的最大附 著力相等時(shí)，傳動(dòng)系的動(dòng)載荷為最??；若，系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生沖 擊載荷；若，則會(huì)增大減振器的角剛度，使傳動(dòng)系動(dòng)載荷有所 增大。2. 扭轉(zhuǎn)角剛度（3- 2）為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，耍合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。決定 于減振器彈簧的線形剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減振器彈簧分布在半徑為的圓周上，當(dāng)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤 轂轉(zhuǎn)過時(shí)，彈簧相應(yīng)變形量。此時(shí)所需加在從動(dòng)片上的扭轉(zhuǎn)角 剛度t=loookz/ovf 、=ioookz7v (初選13 7 = 13 x 450 = 5850 取 l = 500

31、0nm/rad3-4)3. 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩tw圖3-1由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限 制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效 地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。 一般可按下式初選為4預(yù)緊轉(zhuǎn)矩( 0. 06 0. 17) temax(3-5)減振彈簧安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。研宂表明，增加， 共振頻率向減小向移動(dòng)，這是有利的。但是不應(yīng)大于，否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故取t"二(0. 060. 17) x 225=13. 538. 25 nm初選 <13r； = 13 x450 = 5850 取 = 5000nm/rad4. 預(yù)

32、緊轉(zhuǎn)矩7；減振彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊，研究表明，7；增 加，共振頻率將向減小頻率方向移動(dòng)，這是冇利的。但是7；不應(yīng)大于tx/,否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止 工作。tn = (0.05 0.15) t e m a x(3-6 )tn= (0.05 0.15) x 225=1 1.25- 33. 75 n m取 tf=2q n m5. 減振彈簧的位置半徑件a /?()的尺、r應(yīng)盡可能大/?0= ( 0. 6 0. 75 ) x 75m2 51刪(3-7)取 /?0=48 mm6.減振彈簧的個(gè)數(shù)zz摩擦片外徑225250250350325350>350z4668810>10

33、經(jīng)濟(jì)可取z=67.減振彈簧的總壓力fz當(dāng)限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除，減振彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值，減振彈簧受到的壓力為fz= t./ /?0( 3-8)de = ll 15 取 de = 14mm彈簧鋼絲直徑(3-9)p 取 600map 代71入數(shù)值得：d = 3 mm減振彈簧的有效圈數(shù).=gd4 1 8吵(3-10)代入數(shù)值 的：i=6v kd5000 nqaa7k = q.36nm1000/?2,1000/?2,0.04x36008.極限轉(zhuǎn)角減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng) 盤轂的極限轉(zhuǎn)角為z. = 2arcsin al/2 /?0對(duì)汽車平順?biāo)Ｇ蟾呋虬l(fā)動(dòng)機(jī)工作不均勻時(shí)

34、，取上限 %通常取3120，代入數(shù)值：（p3. 52 9.限位銷直徑取10 mm第四章離合器的操縱機(jī)構(gòu)§4. 1對(duì)離合器操作機(jī)構(gòu)的要求1）踏力板耍盡可能小，乘用車一"般在80150n范圍內(nèi)，商用車 不大于150200n。2 ）踏板行程一般在80150mm范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過180mm。3）應(yīng)有踏板行程調(diào)整裝置，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自 由行程可以復(fù)原。4）應(yīng)有踏板行程限位裝置，以防止操縱機(jī)構(gòu)的零件因受力過大 而損壞。5）應(yīng)具有足夠的剛度。6 ）傳動(dòng)效率要高。7）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及車架和駕駛室的變形不會(huì)影響其正常工作。8）工作可靠、壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)方便。2.操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選

35、擇1）常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)，主要有機(jī)械式、液壓式、機(jī)械式和 液壓式的助力器、氣壓式和自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)等。機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。桿系操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種汽車中。但其質(zhì)量大，傳動(dòng)效 率低，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和車架和駕駛室的變形會(huì)影響其正常工作， 在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)，布置較為困難。繩索操縱機(jī)構(gòu)可克服上述缺點(diǎn)， 且可采用適宜駕駛員操縱的吊掛式踏板結(jié)構(gòu)；但其壽命較短，機(jī) 械效率仍不高，多用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量小于1.6l的乘用車中。液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由吊掛式離合器踏板、主缸、工作缸、 管路系統(tǒng)和回位彈簧組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、 便于采用吊掛式套板、駕駛市容易密封、發(fā)動(dòng)機(jī)的

36、振動(dòng)和變形不 會(huì)影響其正常工作、離合器接合較柔和等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各 種形式的汽車中。本次設(shè)計(jì)的柴油suv采用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。§4.2.2離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算踏板行程s由自由行程和工作行程兩部分組成，即s=5, + 52= ( sof +zas ) b2 a2 d22/ a' b' da2(4-1)i操=1016i分=2.75. 4代入得上式：s = 13 3 mm 離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算分離軸承的自由行程，一般為1.53.omm;反映了自由踏板 上的自由行程一般為2030mm;分別為主缸和工作缸直徑；z 為摩擦片面數(shù)；as為離合器分離時(shí)對(duì)偶摩擦面間的間隙，單

37、片： 5=0.851. 30 mm,雙片：as =0.75 0. 90 mm不考慮回位彈簧的作用，分離離合器所作的功，根據(jù)具壓盤 的質(zhì)量初估踏板得力為135n 把數(shù)值代入：考慮回位彈簧時(shí)：=+ f)za5=zfx4xo.8-22is l 77 k 170.8在規(guī)定的踏板力和行程的允許范圍內(nèi)，駕駛員分離離合器所 作的功不應(yīng)大于30j。第五章 離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§ 5. 1、從動(dòng)盤總成從動(dòng)盤總成主要由從動(dòng)盤轂、摩擦片、從動(dòng)片、扭轉(zhuǎn)減振器 等組成。從動(dòng)盤對(duì)離合器工作性能影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足如下 要求：1）從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間 的沖擊。2）從動(dòng)盤具有

38、軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且 使摩擦面壓力均勻，以減小磨損。3）應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。§ 5. 1. 1從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受了由 發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)中的矩形花鍵安裝在 變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑d與發(fā)動(dòng)機(jī) 的最大轉(zhuǎn)矩選取。從動(dòng)盤轂軸向長(zhǎng)度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏 斜而使分離不徹底，一般取1.01.4倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)盤轂一 般采用鍛剛，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部的硬度一般在2632hrc。 為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝；對(duì)減振彈 簧窗口及從

39、動(dòng)片配合處，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。§ 5. 1. 2摩擦片離合器摩擦片在性能上應(yīng)滿足如下要求：1）摩擦因數(shù)較高且較穩(wěn)定，工作溫度、單位壓力、滑磨速度的 變化對(duì)其影響要??；2）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。3）密度要小，以減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4）熱穩(wěn)定性好，在高溫下分離出來的粘合劑少，無味，不易燒 焦。5）磨合性好，不致刮傷飛輪和壓盤表面；6）接合時(shí)應(yīng)平順而不產(chǎn)生“咬合”或“抖動(dòng)”現(xiàn)象。7）長(zhǎng)期停放后，摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象。離合器摩擦片所用的材料主要有石棉基摩擦材料、粉末冶 金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料。石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù) 較高、密度較小、制造容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但它性能不夠

40、穩(wěn) 定，摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響較大，故 h前主要應(yīng)用于中、輕載荷下工作。由于石棉在生產(chǎn)或使用過程 中對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)人體有害，故以玻璃纖維、金屬纖維等代替 石棉纖維。粉末冶金和金屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、熱穩(wěn)定 性與耐磨性好、摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定、能承受單位壓力較高以及 壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴，密度較大，接合平順性較差，主 要應(yīng)用于載質(zhì)量較大的商用車上。摩擦片與從動(dòng)片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式可 靠，更換摩擦片方便，適宜在從動(dòng)片的安裝波形片，但其摩擦面 積利用率小，使用壽命短。§ 5. 1. 3從動(dòng)片從動(dòng)片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度耍求

41、高。 材料常用中碳鋼板或低碳鋼板。一般厚度為1.32.5mm,表面硬 度為3540hrc。§5. 1.4波形片和減振彈簧波形片一般采用65mn,厚度小于1mm,硬度為4046hrc, 并經(jīng)過表面發(fā)藍(lán)處理。減振彈簧常采用60si2mna、50crva, 65mn等彈簧鋼絲。§5.2離合器蓋總成離合器蓋總成除了壓緊彈簧外，還有離合器蓋、壓盤、傳動(dòng) 片、分離杠桿裝置及支承環(huán)等。§5.2.1離合器蓋對(duì)離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耍求：1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則將影響離合器的工作特性，增大操 縱時(shí)的分離行程，減小壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)不能使摩擦面徹底分離。 為此可采取如下措施：適當(dāng)增大蓋的板

42、厚，一般為2.54.0mm; 在蓋上沖制加強(qiáng)肋或在蓋內(nèi)圓周處翻邊；尺寸大的離合器可改用 鑄鐵鑄造。2）應(yīng)與飛輪保持良好對(duì)中，以免影響總成的平衡和正常的工作。 對(duì)中方式采用定位銷或定位螺栓，也可采用止口對(duì)中。3）蓋的膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。4）為了便于通風(fēng)和散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器 蓋上開較大的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。乘用車和載質(zhì)量較小的商用車的離合器蓋一般用08、10鋼等低碳 鋼板、載質(zhì)量較大的商用車則常用鑄鐵件和鋁合金鑄件。§ 5. 2. 2壓盤對(duì)壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求：1 ）壓盤應(yīng)具有較大的質(zhì)量，以增大熱容量、減小溫升，防止其 產(chǎn)生裂紋和破碎，有時(shí)可

43、以設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以 幫助散熱通風(fēng)。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可采用傳熱系數(shù)較大 的鋁合金壓盤。2）壓盤具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻 并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及與離合 器的徹底分離厚度約為1525mm。3）與飛輪保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平衡，壓盤單件的平衡 精度不低于1520g cm。4）壓盤高度公差要小。壓盤的厚度初步確定后，應(yīng)根據(jù)下式來 校核離合器依次接合的溫升壓盤f =，（5-1）t = 8 10 c = 481. 4 j / kg c /= 0.5 單，/=0.25 雙，中間壓盤/=0.5w = 1 876.36 j m=p7r

44、r2hp = 7 .8 x 103 kg / m3 代入數(shù)值得：m =13.76kg代入數(shù)值。t =1.3度。合適壓盤形狀復(fù)雜，要求傳熱性好，具有較高的摩擦因數(shù)，通常 采用灰鑄鐵，一般采用ht200、ht250、ht300 ,硬度為170227hbs。也有少數(shù)采用合金壓鑄件。§ 5.2.3傳動(dòng)片傳動(dòng)片的作用是離合器接合時(shí)，離合器蓋通過它來驅(qū)動(dòng)壓盤 共同旋轉(zhuǎn)，分離時(shí)，利用它的彈性來牽動(dòng)壓盤軸向分離并使操縱 力減小。由于各傳動(dòng)片沿圓周均勻分布，它們的變形不會(huì)影響壓 盤的對(duì)中性和離合器的平衡。傳動(dòng)片常用34組，每組23片，每片厚度0.51.0mm, 般由 彈簧鋼帶65mn制成。§

45、 5. 2. 4分離杠桿對(duì)分離杠桿裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：(1) 分離杠桿應(yīng)具有較大的彎曲剛度，以免分離時(shí)桿件彎曲變形過 大，減小了壓盤行程，使分離不徹底。(2) 應(yīng)使分離杠桿和支承機(jī)構(gòu)與壓盤驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)上不發(fā)生干 涉。(3) 分離杠桿內(nèi)端高度應(yīng)能調(diào)整，使各內(nèi)端位于平行于壓盤的同 有平面，其高度差不大于0.2mm。(4) 分離杠桿的支承處應(yīng)采用滾針軸承、滾銷或刀口支承，以減小 摩擦和磨損。(5) 應(yīng)避免在高速轉(zhuǎn)動(dòng)吋因分離杠桿的離心力作用而降低了壓緊 力。(6) 為了提高通風(fēng)散熱能力，可將分離杠桿制成將殊的葉輪形狀， 用以鼓風(fēng)。分離杠桿主耍由08低碳鋼板沖壓和35等中碳鋼成形而成。§ 5

46、. 2. 5支承環(huán)支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好。支承環(huán) 一般采用3.04.0的碳素彈簧鋼絲。§ 5.3分離軸承總成分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工 作中主耍承受軸向分離力，同時(shí)還承受在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作用 下的徑向力。本次設(shè)計(jì)suv采用推力球軸承。第六章萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)§6. 1概述萬向傳動(dòng)軸由萬向節(jié)、軸管及其仲縮花鍵等組成，對(duì)于長(zhǎng)軸 距的汽車，有時(shí)還加裝中間支承。它主要用于工作過程中相對(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)。刀向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本耍求：1.保證所連接的兩軸的夾角及相對(duì)位置在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，能 可靠而穩(wěn)定地傳

47、遞動(dòng)力。2 .保證所連接的兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的 附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，在使用車速范圍內(nèi)不 應(yīng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。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。 萬向傳動(dòng)軸在汽車上的應(yīng)用比較廣泛。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動(dòng)汽車行駛時(shí)，由于懸架不斷變形，變速器或分動(dòng)器的輸出 軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸軸線之間的相對(duì)位置經(jīng)常變化，因而普遍采用 可仲縮的十字軸萬向傳動(dòng)軸；某些汽車根據(jù)總布置要求需將離合 器與變速器、變速器與分動(dòng)器之間拉開一段距離，考慮到它們之 間很難保證軸與軸同心及車架的變形，所以常采用十字軸刀向傳 動(dòng)軸或擾性萬向傳動(dòng)軸；對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左、右驅(qū)動(dòng)輪需

48、要隨 汽車行駛軌跡變化而改變方向，這時(shí)多采用等速萬向傳動(dòng)軸。 §6.2萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析§ 6. 2. 1十字軸式萬向節(jié)根據(jù)在扭轉(zhuǎn)方向上是否有明顯的彈性，刀向節(jié)分為剛性萬向 節(jié)和擾性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動(dòng)力， 又分成不等速萬向節(jié)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)；擾性萬向節(jié) 是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用不等速萬向節(jié)是指 萬向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的 瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，但平均角速度相等的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬 向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下以相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其他 角度下以近似相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)的萬向節(jié)。輸出軸和輸

49、入軸以始終相等的瞬時(shí)角速度傳遞運(yùn)動(dòng)的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。普通的十字軸式萬向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾 針軸承及其軸向定位和橡膠密封件等組成。目前，常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式、卡環(huán)式、瓦 蓋固定式和槊料環(huán)定位式等?？ōh(huán)式又分為外卡式和內(nèi)卡式兩種， 它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)。十字軸式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高， 生產(chǎn)成本低；但所連接的兩軸夾角不宜過大。§ 6. 2. 2十字軸式萬向節(jié)設(shè)計(jì)十字軸式刀向節(jié)的損壞形式主要有十字軸軸頸和滾針軸承的 磨損，十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般 情況下，當(dāng)麼損或壓痕超過0.

50、15mm時(shí)便應(yīng)報(bào)廢。十字軸主要失 效形式是軸頸根部斷裂，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證該處有足夠的抗彎強(qiáng) 度。設(shè)作用于十字軸軸頸中點(diǎn)的力為f= tl(6-1)7； = 927n6t 為主從動(dòng)叉2cos6z軸的最大夾角。十字軸滾針軸承中的滾針直徑通常不小于1.6mm,以免壓 碎，而且尺寸差別較小，否則回加重載荷在滾針間分配不均勻性， 公差帶控制在0.003mm以內(nèi)。滾針軸承頸向間隙過大時(shí)，承受載 荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性；間隙過小又有可能 出現(xiàn)受熱卡住或因臟物阻滯卡住。滾針的長(zhǎng)度一般不超過軸竟頸 的長(zhǎng)度，這可使其既具有較高的承載能力，又不致因滾針過長(zhǎng)發(fā) 生歪斜而造成應(yīng)力集中。初選 = 300ma

51、p （6-2）7id , -d2）4f 4x29014.5 «-6/22)十2-5”43.2map(6-3)十字軸滾針軸承中的滾針直徑通常不小于1.6mm,以免壓碎， 而且尺寸差別較小，否則回加重載荷在滾針間分配不均勻性，公差帶控制在0.003mm以內(nèi)。滾針軸承頸向間隙過大 時(shí)，承受載荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性； 間隙過小又有可能出現(xiàn)受熱卡住或因臟物阻滯卡住。滾針 的長(zhǎng)度一般不超過軸竟頸的長(zhǎng)度，這可使其既具有較高的 承載能力，又不致因滾針過長(zhǎng)發(fā)生歪斜而造成應(yīng)力集中。 十字滾針軸承式中(6-5)h iz4x1代入數(shù)值得：789. 9map滿足當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58

52、hrc以上時(shí)，許用 接觸應(yīng)力為30003200mpa。通常情況下，十字軸式萬向節(jié)的傳動(dòng)效率越為97%99%。十字軸常用材料為20crmnti、20cr、20mnvb等低碳合金鋼，軸頸表面進(jìn)行滲碳淬火處理，滲碳層深度為0.81.2mm,表面硬 度為5864hrc,軸頸端面硬度不低于55hrc,心部硬度為 3348hrc。萬向節(jié)叉一般采用35、40、45中碳鋼等調(diào)質(zhì)處理。§6.3傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸中由滑動(dòng)叉和矩形或漸開線花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。當(dāng)傳遞轉(zhuǎn)矩的花鍵仲縮時(shí)，產(chǎn)生的軸向阻 力(6-6)t，=t'ri fn = /-=4340.9n 初古軸長(zhǎng)尾 l

53、=2760 mm r為了減小滑動(dòng)花鍵的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，有時(shí)對(duì)花鍵齒進(jìn) 行磷化處理或噴涂尼龍層。有時(shí)對(duì)于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動(dòng)，還 采用具有彈性的傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸上的花鍵應(yīng)有潤(rùn)滑及防塵措施， 花鍵齒與鍵槽間隙不宜過大，且應(yīng)按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)而 破壞傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。實(shí)心傳動(dòng)軸僅用于作為與等速萬向節(jié)相連的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的半軸， 或用于作斷幵式驅(qū)動(dòng)橋的擺動(dòng)半軸；空心傳動(dòng)軸具有較小質(zhì)量， 能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，比實(shí)心傳動(dòng)軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速，主要應(yīng)用 于傳動(dòng)系的萬向傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸的仲縮花鍵一端不應(yīng)靠近后驅(qū)動(dòng) 橋，而應(yīng)靠近變速器或中間支承，以減小其軸向阻力和磨損。傳動(dòng)軸管由壁厚均勻易平衡、壁薄、管徑較大、

54、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、 彎曲高度大、適用于高速旋轉(zhuǎn)的低碳鋼板卷制的電焊鋼管制成。 傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度和夾角及它們的變化范圍，由汽車總布置設(shè)計(jì)決定。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證在傳動(dòng)軸處在最大值時(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 影響萬向節(jié)十字軸和滾針軸承的壽命、萬向傳動(dòng)效率和十字軸旋 轉(zhuǎn)的不均勻性。在長(zhǎng)度一定時(shí)，傳動(dòng)軸的斷面尺寸應(yīng)保證傳動(dòng)軸具有足夠的 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) 速接近于其彎曲閬有震動(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，它決定于傳動(dòng)軸的尺寸、結(jié) 構(gòu)及其支承情況。§6.4萬向傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)

55、算(1)十字軸萬向節(jié)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸時(shí)，取安全系數(shù)k=l.22.0，k=1.2用于 精確動(dòng)平衡、高精度的伸縮花鍵及萬向節(jié)間隙比較小吋nax 為傳動(dòng)軸的最高轉(zhuǎn)速 。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)算傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速zt. = 1.2x10s 6° +56 =3.04xl06 (6-7)" 1.8安全系數(shù) k =/ ztmax =1.22.0實(shí)心軸比空心軸的臨界轉(zhuǎn)速低，且浪費(fèi)材料。另外，當(dāng)傳動(dòng)軸超1.5m時(shí)，為了提高以及總布置上的考慮，常將傳動(dòng)軸斷 幵成兩根或三根，萬向節(jié)用三個(gè)或四個(gè)，而在中間傳動(dòng)軸上加設(shè) 中間支承。傳動(dòng)軸軸管斷面尺寸除應(yīng)滿足臨界轉(zhuǎn)速的要求以外，還應(yīng)保證具有足夠的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。軸管扭轉(zhuǎn)應(yīng)力應(yīng)滿足傳動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力<rc = 300map(6-8)代入