傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算

1、傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算書編制：日期：校對：日期：審核：日期：批準(zhǔn)：日期：一 計(jì)算目的我們初步選定了傳動(dòng)軸，軸徑選取 27（詳見傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)方案書），動(dòng)力端選用球 面滾輪萬向節(jié)，車輪端選用球籠萬向節(jié)。左、右前輪分別由 1 根等速萬向節(jié)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。通 過計(jì)算，校核選型是否合適。二 計(jì)算方法 本車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)不是傳統(tǒng)載貨車上從變速器到后驅(qū)動(dòng)橋之間長軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)， 而是半軸傳動(dòng)設(shè) 計(jì)。而且傳動(dòng)軸材料采用高級優(yōu)質(zhì)合金鋼，且熱處理工藝性好，使傳動(dòng)軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng) 度大為提高， 因此計(jì)算中許用應(yīng)力按照半軸設(shè)計(jì)采用含鉻合金鋼， 如 40Cr、42CrMo、40MnB, 其扭轉(zhuǎn)屈服極限可達(dá)到 784N/mm2 左右，軸端花

2、鍵擠壓應(yīng)力可達(dá)到 196N/mm2。 傳動(dòng)軸校核計(jì)算流程：傳動(dòng)軸校核計(jì)算軸管直徑選擇1.1 軸管直徑的校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 計(jì)算擠壓應(yīng)力 計(jì)算判定條件花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力校核校核：兩端自由支撐、壁厚均勻的等截面?zhèn)鲃?dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速8 D 2 d2n e 1.2x10 2 （r/min）式中 L 傳動(dòng)軸長，取兩萬向節(jié)之中心距： mmD為傳動(dòng)軸軸管外直徑： mmd 為傳動(dòng)軸軸管內(nèi)直徑： mm各參數(shù)取值如下： D 27mm， d 0mm取安全系數(shù) K=ne/n max，其中 nmax為最高車速時(shí)的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，取安全系數(shù) Kne/n max=1.2 2.0 。實(shí)際上傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速 nmaxnc/ （i g×

3、; i 0）， r/min其中： nc發(fā)動(dòng)機(jī)的額定最大轉(zhuǎn)速， r/min ；i g變速器傳動(dòng)比；i 0主減速器傳動(dòng)比。1.2 軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的校核校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： 16 DT J （ N/mm2）D 4 d4 許用應(yīng)力，取 539N/mm2 高合金鋼（ 40Cr、 40MnB等）、中頻淬火抗 拉應(yīng)力 980N/mm2，工程應(yīng)用中扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為抗拉應(yīng)力的 0.5 0.6 ，取該系數(shù)為 0.55 ，由此可取扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 539N/mm2，參考 GB3077-88式中：Tj 傳動(dòng)系計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N·mm， Tj Temaxi g1i g0kd /2N·mTemax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 N

4、3; mm；i g1變速器一檔傳動(dòng)比或倒檔傳動(dòng)比；i g0主減速器傳動(dòng)比kd動(dòng)載系數(shù) - 傳動(dòng)效率1.3 傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核 傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核Tj （ N/mm2） （D1 4D2）（D12D2）ZL j（ ） 42式中： Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N·mm；D1,D2花鍵的外徑和內(nèi)徑， mm；Z花鍵齒數(shù)L花鍵有效長度 j 許用擠壓應(yīng)力，花鍵取 j =192N/mm2。（詳見汽車設(shè)計(jì)390頁）1.4 參考資料1. 張洪欣 . 汽車設(shè)計(jì)（第二版） . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 19892. 劉惟信. 汽車設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， 20023. 汽車工程手冊編寫組編 .

5、 汽車工程手冊（設(shè)計(jì)篇） . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20014. 汽車設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)資料手冊（金屬篇） . 出版社：中國汽車技術(shù)研究中心三 計(jì)算過程傳動(dòng)軸花鍵參數(shù)固定節(jié)外花鍵參數(shù)齒形漸開線模數(shù)1壓力角45o齒數(shù)25節(jié)徑25大徑026 0.25小徑24max量棒直徑2量棒跨距0.02328.368 0.061花鍵長46變速器參數(shù)：型號F5M42ZF6NA型式五擋手動(dòng)變速箱，機(jī)械式拉索操縱一擋3.917變速各二擋1.95器三擋1.3擋速四擋0.941比五擋0.75倒擋3.462差速器型式雙曲面錐齒輪主減速比4.5631.1 軸管直徑的校核根據(jù)所傳動(dòng)最大轉(zhuǎn)矩、 最高轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)軸長度， 按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取軸管

6、外直徑及壁厚根據(jù)同型樣車取 D 27mm， d 0mm 校核： 兩端自由支撐、壁厚均勻的等截面?zhèn)鲃?dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速1.2x108(r/min)式中 L 傳動(dòng)軸長，取兩萬向節(jié)之中心距： mm各參數(shù)取值如下： D 27mm， d 0mm其中左傳動(dòng)軸長 L438.2mm，右傳動(dòng)軸長 L737.8mm，取其中較長的一個(gè) L737.8mm。代入得： ne=5952r/min取安全系數(shù) K=ne/n max，其中 nmax為最高車速時(shí)的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，取安全系數(shù) K=ne/n max=1.2 2.0實(shí)際上傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速 nmaxnc/ （i g× i 0）， r/min其中： nc發(fā)動(dòng)機(jī)的額定最大轉(zhuǎn)速

7、， r/min ；i g變速器傳動(dòng)比；i 0主減速器傳動(dòng)比。各參數(shù)取值如下： nc5500r/min由上表參數(shù)得：nmax 5500/ （i 0× i 5） 5500/ （4.563 × 0.75 ） 1607r/min 代入數(shù)值后 K5952/1607=3.7>2.0 由此 27mm軸可滿足要求。1.2 軸管的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的校核校核扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：16 DT JD 4 d4 （ N/mm2） 許用應(yīng)力，取 539N/mm2高合金鋼（ 40Cr、40MnB等）、中頻淬火抗拉應(yīng)力 980N/mm2，工程應(yīng)用中扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為抗拉應(yīng)力的 0.5 0.6 ，取該系數(shù)為0.55 ，由此可取扭

8、轉(zhuǎn)應(yīng)力為 539N/mm2，參考 GB3077-88Tj 傳動(dòng)系計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N·mm， T j Tema xig1ig0kd /2N·mTemax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 N· mm；i g1變速器一檔傳動(dòng)比或倒檔傳動(dòng)比；i g0主減速器傳動(dòng)比kd動(dòng)載系數(shù)- 傳動(dòng)效率 各參數(shù)取值如下：Temax 193N· m i g1 3.462i g0 4.563 kd1=85按試驗(yàn)數(shù)據(jù)最大轉(zhuǎn)矩 Tj =193× 3.462 ×4.563 ×1×0.85/2 1296N·m2=335N/mm2取安全系數(shù) 1.5 得 ' 503N/mm2' 539N/mm由此 27mm軸可滿足要求1.3 傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核 傳動(dòng)軸花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核Tj(D1D2)(D1D22 )ZLjN/mm2)式中： Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N·mm；D1,D2花鍵的外徑和內(nèi)徑， mm；Z花鍵齒數(shù)390 頁）L花鍵有效長度 j 許用擠壓應(yīng)力，花鍵取 j =192N/mm2。（詳見汽車設(shè)計(jì)變速器端花鍵軸 D1 28mm，D2=26mm變速器端花鍵軸 Z27，L27.1 mm 校核：代入得車輪端花鍵軸 131.1N/mm2&