重型货车万向传动装置设计摘要高和宽或椭圆形截面的长轴和短轴与有关的系数,按下表.选取与十字轴轴孔中心线成的截面到力作用线的距离万向节叉中点与截面相垂直平面到力作用线的距离。表.系数的选取.如图.所示.。则,取,由表得.,.。剖面为矩形,所以,。弯曲应力的许用值为,扭应力的许用值为。将.代入公式.和.得经校核万向节叉弯曲应力和扭转应力均符合设计要求。图.万向节叉.十字轴总成的润滑十字轴万向节在工作中承受着较大的扭矩和交变负荷,其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和滚针轴承碗工作面的压痕与剥落。在车辆维护规范中规定滑动叉键齿和中间轴承使用钙基润滑脂黄油十字轴的滚针轴承和三桥驱动汽车的中间轴承使用齿轮油。但在实际工作中,因十字轴的注油嘴与黄油嘴相同,有时是为了操作方便,有时是无加注设备。很多驾驶员和保修人员便错误地对十字轴滚针轴承使用黄油润滑,造成十字轴的早期损坏。万向节十字轴在工作中要承受很大的扭力和交变载荷,维修行业过去常用俗称“黄油”的钙基润滑脂来润滑十字轴。但由于钙基润滑脂的油膜坚韧程度较差,在轴承与轴颈的摩擦表面难以形成良好的油膜,是导致万向节十字轴滚针轴承的早期损坏的原因。另外,由于老式万向节十字轴设计结构原因,当修理工用黄油枪通过注油嘴向十字轴内腔加润滑脂时,因为润滑脂的粘度大,进入狭窄内油槽油道的阻力很大,这时润滑脂靠压力会顶开油嘴对面的减压阀而溢出,这使修理工误认为已给轴承加满脂了,事实上很多时候润滑脂不仅不能进入滚针之间,就是达到十字轴颈端面也是较困难的。因此,维修行业里有用齿轮油代替润滑脂润滑万向节十字轴的做法。据说经过对比实验,用齿轮油润滑万向十字节的使用寿命是使用普通黄油进行润滑的倍。但这样做也存在需要专门的加压注油工具,同时在第次加油时需把十字轴卸下清洗,比较麻烦。还有齿轮油的保持性不如润滑脂,其润滑周期需要缩短。考虑以上原因,也有人采用极压复合锂基润滑脂,这是基于两点第,其流动性较好,这样便于使其到达润滑部位。第二,该脂的抗极压性好,适合万向十字节的工作状态。据我们对用户的了解,目前万向节十字轴的发展趋势为取消注油孔,因此必须选用与设备部件同寿命的润滑脂,用脂类型为极压复合锂极压锂聚脲基脂。如万向机械纳铁福等公司生产汽车万向节十字轴滚针轴承都用润滑脂润滑。.本章小结本章对单个十字轴万向节双十字轴万向节多十字轴万向节进行了运动和受力分析确定了十字轴主要尺寸参数,并对十字轴轴颈进行了强度校核保证其能够承受各种工况下的载荷设计了连接件的形式并对连接螺栓和万向节叉进行了强度校核,保证了传动的可靠性。同时确定了万向节的传动效率是否符合要求。本章的重点是滚针轴承设计,在按照标准选定了滚针轴承主要尺寸后,对滚针进行了强度校核。该滚针轴承突出的优点是先取了双刃口复合橡胶油封,用作径向密封当向十字轴内腔注入润滑油时,陈油磨损产物及多余的润滑油便从橡胶油封内圆表面与十字轴轴颈接触处溢出,不需安装安全阀,防尘防水效果良好。在灰尘较多的条件下使用时,可显著提高万向节寿命。以及挡针圈的使用,解决了滚针轴承装配和工作时掉针卡针的问题。由于毛毡油封漏油多,防尘防水效果差,加注润滑油时,在个别滚针轴承中可能出现空气阻塞而造成缺油,故应用已越来越少。第章中间支承总成的设计.中间支承的结构分析与选择在长轴距汽车上,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的特性,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。中间支承能常安装在车架横梁上或车身底架上,以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差,以及车车辆行驶过程中由于弹性支承的发动机的窜动和车架等变形所引起的位移。目前中间支承主要有橡胶弹性中间支承和摆臂式中间支承两种形式。橡胶弹性中间支承在其结构中采用单列球轴承,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,它主要承受传动轴因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。蜂窝软垫式橡胶弹性中间支承与车架横梁相连接。单列球轴承可在轴承座内滑动。由于蜂窝形橡胶垫的弹性作用,能适应上述安装误差和行驶中出现的位移。此外还可吸收振动并减少噪声。单列球轴承通过油嘴加入的润滑脂来实现,并在球轴承两端安装油封加以密封。蜂窝软垫式结构简单,效果良好,应用广泛。双列圆锥滚子轴承中间支承,其特点是双列圆锥滚子轴承可承受较大的轴向力,且便于调整,使用寿命长。有的汽车采用摆式中间支承,整个中间支承通过螺栓固定在支架和车架横梁上。当发动机轴向窜动时,摆臂可绕支承轴摆动,适应中间传动轴的轴线在纵向平面的位置变化,改善了轴承的受力状况。此外橡胶衬套能适应传动轴轴线在横向平面内少量的位置变化。综上所述,由于本设计适用车型载重大,行驶时传动轴承受冲击载荷大,而蜂窝软垫式中间支承具有结构简单质量轻制造容易维修保养方便等优点,故本设计选用蜂窝软垫式中间支承,其结构如图.。单列球轴承套装在中间传动轴上,内圈由凸缘叉和轴肩轴向定位,外圈由两个卡环固定在轴承座孔上使之不能在轴向滑动。轴承在轴承座内滑动,由于蜂窝软垫的弹性作用能适应安装误差和行驶中出现的位移,此外还可吸收振动,减小噪声,支架由螺栓固定在车架横梁上。由于蜂窝软垫式中间支承的结构特点,作用在轴承上的轴向力和径向力都较小,故选用单列深沟球轴承。中间传动轴花键大径,所以取轴承内径,初选轴承外径,轴承宽度。选定轴承型号后需对其使用寿命进行校核。图.蜂窝软垫式中间支承另外,还应考虑中间支承的固有频率,计算公式如下.式中中间支承的固有频率中间支承橡胶弹性元件的径向刚度为中间支承悬置质量,等于传动轴落在中间支承上的部分质与中间支承轴承及其轴承座所阴承受的质量之和,。代入式.得可得固有频率对应的临界转速.,低于传动轴的常用转速范围,可以避免共振,保证了隔振效果好,符合设计要求。.轴承的选取与校核由机械设计手册查得对于每日小时工作的机械利用率不高,预期使用寿命每日小时工作利用率较高,预期使寿命
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中间传动轴.dwg
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主传动轴.dwg