重型载货汽车万向传动轴设计方案说明书

目录1.1 汽车万向传动轴的发展与现状 (2)1.2 万向传动轴设计技术综述 (2)2 万向传动轴结构方案确定 (4)2.1 设计已知参数 (4)2.2 万向传动轴设计思路 (6)2.3 结构方案的确定 (6)3 万向传动轴运动分析 (9)4 万向传动轴设计 (10)4.1 传动载荷计算 (10)4.2 十字轴万向节设计 (12)4.3滚针轴承设计 (13)4.4传动轴初步设计 (14)4.5 花键轴设计 (15)4.6 万向节凸缘叉连接螺栓设计 (16)4.7 万向节凸缘叉叉处断面校核 (17)5基于UG的万向传动轴三维模型构建 (18)5.1万向节凸缘叉作图方法及三维图 (18)5.2万向节十字轴总成作图方法及三维图 (21)5.3 内花键轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (25)5.4 花键、轴管与万向节叉总成作图方法及三维图 (2624)5.5万向传动轴总装装配方法及三维图 (27)6 万向传动装置总成的技术要求、材料及使用保养 (29)6.1普通万向传动轴总成的主要技术要求 (29)6.2万向传动轴的使用材料 (29)6.3 传动轴的使用与保养 (30)7 结论 (31)总结体会 (32)谢辞 (33)附录1外文文献翻译 (34)附录2模拟申请万向传动轴专利书 (48)【参考文献】 (52)1引言1.1 汽车万向传动轴的发展与现状万向传动装置的出现要追溯到1352年，用于教堂时钟中的万向节传动轴。

1663年英国物理学家虎克制造了一个铰接传动装置，后来被人们叫做虎克万向节，也就是十字轴式万向节，但这种万向节在单个传递动力时有不等速性。

1683年双联式虎克万向节诞生，消除了单个虎克万向节传递的不等速性，并于1901年用于汽车转向轮。

上世纪初，虎克万向节和传动轴已在机械工程和汽车工业中起到了极其重要的作用。

1908年第一个球式万向节诞生，1926年凸块式等速万向节出现，开始用于独立悬架的前轮驱动轿车和四轮驱动的军用车的前轮转向节。

万向传动轴设计范文万向传动轴（Universal Joint Shaft）是一种能够实现两个轴线的不同角度传动的机械传动装置，广泛应用于汽车、机械设备和工业生产线等领域。

本文将详细介绍万向传动轴的设计原理、结构特点以及设计优化方法。

一、设计原理当传动输入轴转动时，中心轴通过两个交叉连接轴的连杆传递旋转力矩，并使输出轴也产生旋转。

由于交叉连接轴的特殊结构，万向传动轴能够使传动输入轴和输出轴存在不同的旋转角度，从而解决了轴线不同角度对传动的限制。

二、结构特点在设计过程中，需要考虑以下几个关键参数：1.轴间角度：指传动输入轴与输出轴之间的夹角。

该角度越大，传动轴工作时的额定转速越低，并且还会增加传动过程中的振动和噪音。

2.传动扭矩：表示输入轴传递给输出轴的力矩大小。

在设计中需要根据传动系统的需求确定传动轴的最大扭矩。

3.长度和直径：传动轴的长度和直径需要根据具体应用条件和承载要求进行确定。

三、设计优化方法在进行万向传动轴的设计时，可以采用以下几种优化方法：1.结构材料选择：传动轴的结构材料对其承载能力和耐久性具有重要影响。

可以通过优化材料选择，如选用高强度合金钢，来提高传动轴的耐久性能。

2.回转角度优化：通过合理设计传动轴的长度和交叉板角度，使得传动轴的回转角度在设计范围之内，从而提高传动效率并减少振动和噪音。

3.杆件直径优化：传动轴的杆件直径直接影响其承载能力。

可以采用有限元分析方法来优化杆件的直径，以满足传动系统的扭矩和振动要求。

4.轴承选择与布局：传动轴的轴承选择与布局对其旋转平衡性和耐久性有重要影响。

可以通过优化轴承的类型和布局，如选用角接触球轴承和双排球轴承，来提高传动轴的工作稳定性和寿命。

总之，万向传动轴作为一种重要的机械传动装置，在众多领域都有广泛应用。

其设计涉及到结构原理、材料选择、回转角度优化、杆件直径优化以及轴承选择与布局等多个方面，需要综合考虑承载能力、回转角度和振动噪音等设计要求，以实现传动系统的高效、稳定和可靠工作。

课程设计说明书学生姓名：学号：学院（系）：机械系专业：车辆工程题目：0.75吨级商用车万向传动轴设计起迄日期：2020年12月14日～2020年12月31日课程设计地点：指导教师：系主任：目录1绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状、发展趋势 (2)1.3研究内容及方法 (3)1.3.1传动轴方案的选择及主要参数的确定 (3)1.3.2万向节类型的选择 (3)1.3.3十字轴式万向节的结构分析 (4)1.3.4万向节总成主要参数的确定与校核 (4)1.3.5中间支承的设计与校核 (4)2传动轴总成的设计 (5)2.1万向传动轴总体概述 (5)2.2传动布置型式的选择 (6)2.3结构方案选择 (6)2.4计算传动轴载荷 (6)2.5 传动轴强度校核 (6)2.6 传动轴转速校核及安全系数 (7)3万向节总成的设计 (9)3.1万向节类型的选择 (10)3.2十字轴式万向节的结构分析 (11)3.3 十字轴万向节设计 (12)参考文献 (13)1 绪论1.1选题的目的和意义随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势，对汽车节能、舒适与轻量化的要求越来越高。

而传动轴及万向节的设计装配不良将产生振动和噪声，增添未能估算在内的符加动载荷，还可能导致传动系不能正常运转和早期破坏，万向传动轴是汽车传动系的重要组成部件之一[1]。

传动轴选用与设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。

选用、设计不当会给传动系增添不必要的和设计未能估算在内的附加负荷，可能导致传动系不能正常运转，因此该总成设计是汽车设计中重要的环节之一。

1.2国内外研究现状、发展趋势传动轴普遍采用具有较高的强度的薄钢板卷焊而成的空心轴，超重型货车的传动轴则直接采用无缝钢管制成。

近年来由于对汽车低能耗，低成本的要求越来越高，汽车必须轻量化，汽车变得更易产生振动和噪声。

因此对传动系重要组成部分万向节振动特性必须进行分析[2]。

10.16638/ki.1671-7988.2017.21.020基于轻卡某重载版车型万向传动轴设计分析孙庆义（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：汽车万向传动轴装置的作用是实现一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递。

文章基于轻卡某重载版3845mm轴距的产品，首先对万向节及中间支撑等万向传动轴的主要零部件进行介绍，然后利用发动机扭矩、变速箱速比确定万向传动轴规格，最后将钢板弹簧刚度等相关参数用作图法对万向传动轴的当量夹角等参数进行设计确认。

关键词：轻卡；万向传动轴；作图法；当量夹角中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)21-55-03Design and analysis of universal transmission shaft based on light truck heavy plate modelSun Qingyi( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )Abstract: Automobile universal transmission shaft device is a rotating shaft on the dynamic between the intersection and the relative position of constantly changing transmission. In this paper, a 3845mm light truck wheelbase based products, first of all the main components of the universal joint and intermediate support universal transmission shaft are introduced, and then use the engine torque, transmission speed determine universal transmission the shaft size, stiffness and other related parameters on the mapping method of universal drive shaft equivalent angle and other parameters were designed to confirm. Keywords: light truck; universal transmission shaft; the mapping method; equivalent angleCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)21-55-03引言发动机动力总成所产生的原动力，经过变速箱减速增大扭矩或换向后，通过传动轴装置传递到后桥总成，进而驱动后轮旋转，克服前进阻力。

本科学生毕业设计重型货车万向传动装置设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程学生姓名：指导教师：职称：副教授The Graduation Design for Bachelor's Degree Universal Transmission Design of Heavy Goods VehiclesCandidate：Hu BingSpecialty ：Vehicle EngineeringClass：B07-10Supervisor：Associate Prof. Yao JiayanHeilongjiang Institute of Technology摘要本毕业设计的任务是对解放CA1140型货车进行万向传动装置的设计、研究。

在指导老师的细心指导下，通过对汽车万向传动装置的了解，进一步进行万向传动装置的设计。

通过实际的市场调查和客观的实际观察，全面了解万向传动装置的结构，充分了解到万向传动装置的工作原理与意义，及其在汽车行驶中的重要作用。

在汽车的正常工作中，是一个必不缺少的部件，也是一个不可替代的关键部件。

对于万向传动装置的研究，有很大的发展空间，具有相当大的研究意义。

在充分与指导老师讨论、研究后，故选此课题。

在进行设计任务时，分析了万向传动装置类型的，根据题目所要求的原始数据要求，确定了所选用万向传动轴的种类。

在初定各个部件的相关尺寸后，根据要求进行了计算和校核，确定了所设计部件的尺寸和参数，并选择了零部件的材料。

关键字：万向节,传动轴，强度，计算，校核ABSTRACTThis graduation task is on the Jiefang CA1140 type trucks for universal transmission design. In the instructor's careful guidance, through the automotive universal drive unit, further universal design of the drive shaft. Through actual market research and objective observations, a comprehensive understanding of the structure of universal drive shaft to fully understand the universal drive unit works and significance, and its vehicle. In the car's work, is a not missing parts, is a key part. For the study of universal drive shaft, have a high potential for growth, with considerable significance. In fully and instructor to discuss, study, this issue.The design task, analyzed the universal transmission device type, under the title the required raw data requirements, decide to choose the kind of universal drive shaft. In various parts of the associated YTC sizes depending on the requirements for the calculation and check, determine the design part of dimensions and parameters, and selected parts of the material.Keywords：Universal joint, Transmission shaft, Strength,Calculation, Check目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论…………………………………………………………………………错误！未定义书签。

万向传动轴设计说明书商用汽车万向传动轴设计摘要万向传动轴在汽车上应用比较广泛。

发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。

本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。

传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。

伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。

传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。

在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。

关键字：万向传动轴、伸缩花键、十字轴万向节、临界转速、扭转强度目录一、概述 (04)二、货车原始数据及设计要求 (05)三、万向节结构方案的分析与选择 (06)四、万向传动的运动和受力分析 (08)五、万向节的设计计算 (11)六、传动轴结构分析与设计计算 (17)七、法兰盘的设计 (19)八、参考文献 (20)一、概述汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。

主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。

在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动（图1—1a、b）。

当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段，万向节用三个。

此时，必须在中间传动轴上加设中间支承。

在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。

万向传动轴的设计参数第一组1-1 微型客车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。

2、确定传动系的传动比。

3、设计万向节和传动轴。

4、编制设计说明书。

二、原始条件：车型微型客车驱动形式FR4×2发动机位置前置最高车速U max=110km/h最大爬坡度i max≥30%汽车总质量m a=1410kg满载时前轴负荷率40%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=3496×1445×1841mm3迎风面积A≈0.85 B a×H a空气阻力系数C D=0.6轴距L=2200mm前轮距B1=1440mm后轮距B2=1420mm车轮半径r=300mm离合器单片干式摩擦离合器变速器两轴式、四挡第二组-14-1 中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。

2、确定传动系的传动比。

3、设计万向节和传动轴。

4、编制设计说明书。

二、原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速U max=90km/h最大爬坡度i max≥28%汽车总质量m a=9290kg满载时前轴负荷率25.4%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=6910×2470×2455mm3轴距L=3950mm前轮距B1=1810mm后轮距B2=1800mm迎风面积A≈B1×H a空气阻力系数C D=0.9轮胎规格9.00—20或9.0R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡第二组-26-1 中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。

2、确定传动系的传动比。

3、设计万向节和传动轴。

4、编制设计说明书。

二、原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速U max=80km/h最大爬坡度i max≥30%汽车总质量m a=9100kg，前轴2900kg，后轴6200kg外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=6800×2400×2130mm3轴距L=3710mm前轮距B1=1740mm后轮距B2=1720mm迎风面积A≈B1×H a空气阻力系数C D=0.9轮胎规格8.25—20或8.25R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡第三组2-1 轿车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计一、任务：1、确定传动系方案及发动机主要性能指标。

万向传动轴设计1．车型及其相关参数1.1车型图片设计所选车型为：一汽解放赛龙中卡(CA1145PK2L2AEA80)1.2车型参数：驱动形式4*2 轴距4920m车身长度8.45m 车身宽度 2.5m车身高度 2.56m 最高车速93km/h 轮胎规格8.25-16 发动机最大输出功率103kw整车质量 5.8吨发动机最大转矩450N·m 最大总质量13.8吨最大扭矩转速1400发动机额定转速2500rpm 档数6档变速器最大输出扭矩610N·m 一档传动比 6.515后桥允许载荷8950Kg 六档传动比0.813刚性万向节安徽工程大学万向节------课程设计说明书挠性万不等速万向节准等速万向节等速万向节向节十字轴式双联式凸块式三销轴式球面滚轮式圆弧槽滚刀式球叉式直槽滚道式伸缩型球笼式Birfield型Rzeppa型图 2.1万向节的分类在方案选择时，我们考虑到它是用于变速器与驱动桥之间，并且在满足万向传动轴设计基本要求后，我们选择了十字轴万向节。

其结构如下图所示，注油嘴套筒滚针轴承座注油孔油道图 2.2十字轴结构图因为这种万向节结构简单紧凑，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，能使不在同轴线或轴线角较大，轴向移动较大的两轴等角速连续回转，与可伸缩的传动轴搭配在一起，构成的十字轴万向传动轴被广泛采用。

十字轴万向传动可分为单十字轴和双十字轴两种。

单十字轴万向节传动，传动轴被封闭在一套管中，套管将牵引力或制动力从驱动桥传至车架或车身。

但其结构笨重，增加了非悬挂部分的重量。

而且，由于这种结构中只用了一个十字轴万向节传动，因此不能保证主减速器主动轴与变速器第二轴的转速恒等，引起了工作不均匀性，这种万向节应用很少。

目前应用最广泛的是双十字轴万向节。

双十字轴万向节直接用两个简单十字轴万向节和一根传动轴连接。

另外双十字轴万向节的重量轻，对载重汽车而言通常只占 1.0~1.4%。

所以我们选了双十字轴万向节。

重载卡车传动轴的设计摘要：本项目在传统重载卡车传动轴的基础上，结合重载卡车传动轴的基本结构，对传动轴管、万向节、花键及花键套筒等进行重新选材和再设计，得到新的传动轴系统。

该系统由传动轴管、万向节、支承结构、花键、花键套筒及轴套构成，旨在实现传动轴的轻量化。

在完成传动轴的结构设计之后，本项目对该传动轴系统进行工艺流程设计和优化。

花键轴和花键套筒采用冷轧工艺，此外，花键套筒采用尼龙涂覆工艺。

关键词：重载卡车传动轴、冷轧工艺、 ANSYS模拟引言：十四五期间,在高速公路重卡通行按轴计费、超载超限治理常态化等一系列利好因素的带动下，加之“一带一路”沿线海外市场基建项目规模逐年增加带来的新增需求，预计中国重卡行业年度销量总数将逐步上移，需求总量将持续稳定在 100万辆以上。

但中国交通能耗逐年上升，占社会总能耗的 20%，且研究表明,汽车整车重量降低 10%，可节油 6%-8%；汽车整车每减重 100 公斤，百公里油耗可降低 0.3-0.6L ，CO2排放减少约 5g/km。

此外，轻量化后的汽车加速性能明显提高，车辆控制稳定性、噪音、振动等方面也得到改善。

当前，由于环保节能和车辆性能的需要，重载卡车的轻量化已成为发展潮流。

要实现重载卡车轻量化，可从簧载质量和簧下质量入手。

虽然车身轻量化比较容易，但同时因为相对簧载质量的减少，牺牲了部分的操控性和舒适性。

通过统计分析得知，在大部分的行驶速度与路面条件下，每减少 10%的簧下质量，就能减少 4%-6%的簧载质量的加速度均方根值。

另外，在不改变簧载质量加速度均方根值的情况下，簧下质量每减少 10%，对应的轮胎变形均方根就能减少 4%- 6%。

因此，簧下质量所占比重的减少，势必会增加重载卡车的舒适性及操控稳定性，也满足了轻量化要求。

主要结构组成：重载卡车的簧下结构包括：轮胎、轮毂、刹车、减震器、连杆、传动轴等。

传动轴作为车辆传动系统的主要部件，在车辆行驶过程中起着传递运动和扭矩的作用，其高速旋转性能对整车的使用性和乘坐的舒适性至关重要。

中型货车传动系总体方案设计及万向传动轴的设计摘要关键词目录1 概述 (02)1.1 结构方案选择 (03)1.2 计算传动轴载荷 (04)1.3 十字轴万向节设计 (05)1.4传动轴的计算与强度校核 (08)1.4.1传动轴 (08)1.4.2花键轴 (09)1.5 参考文献 (10)1. 概述万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。

主要用于在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

万向传动轴设计应满足如下基本要求：1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。

2.保证所连接两轴尽可能等速运转。

3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。

4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴之间普遍采用十字轴万向传动轴。

在转向驱动桥中，多采用等速万向传动轴。

当后驱动桥为独立的弹性，采用万向传动轴。

原始条件：车型中型货车驱动形式FR4×2发动机位置前置、纵置最高车速U max=90km/h最大爬坡度i max≥28%汽车总质量m a=9290kg满载时前轴负荷率25.4%外形尺寸总长L a×总宽B a×总高H a=6910×2470×2455mm3轴距L=3950mm前轮距B1=1810mm后轮距B2=1800mm迎风面积A≈B1×H a空气阻力系数C D=0.9轮胎规格9.00—20或9.0R20离合器单片干式摩擦离合器变速器中间轴式、五挡1.1 结构方案选择本设计所选车型为中型货车，轴距为3950mm，所以传动轴选中主传动轴与中间传动轴两段轴，避免由于传动轴过长时固有频率会降低而产生共振，并加设中间支承。

考虑到轴与轴同心以及车架变形，采用十字轴式万向传动轴，为避免运动干涉，在传动轴中设有有滑动叉和花键轴组成的伸缩节。

中间支承万向传动轴十字轴万向节结构简单，强度高，耐久性好，传动效率高，生产成本低，但所连接的两轴夹角不宜太大。

中型货车万向节与传动轴设计中型货车的万向节和传动轴是非常重要的组成部分，对于车辆的传动效率和操控性能起着至关重要的作用。

下面将就中型货车的万向节和传动轴设计进行详细介绍，以便更好地了解其结构和功能。

首先，我们先介绍一下中型货车的万向节。

万向节是连接传动轴和驱动轮的关键部件，主要用于传递动力和承受转向时轮胎的旋转力矩。

它的主要作用是在传动过程中具有一定的弹性，能够使驱动轮在转弯或不同地形下保持良好的接地性，从而提高车辆的操控性和稳定性。

中型货车的万向节通常采用球笼式结构。

这种结构由两个球笼、两根轴和一根传动轴组成，其中传动轴连接发动机和驱动桥，球笼连接传动轴和驱动轮。

球笼内部有一组小球，可以在多个方向上转动，从而实现传动轴对驱动轮的连续传动，同时又能承受车辆转弯时的挠曲变形和扭转力矩。

在设计中型货车的万向节时，需要考虑以下几个因素：1.载荷能力：万向节需要能够承受车辆的动力和转向的载荷。

因此，在材料和结构上需要具有足够的强度和刚度，以确保万向节的正常运行和长期使用。

2.耐久性：中型货车通常需要长时间高强度运行，因此要求万向节能够保持良好的耐久性和可靠性。

在设计中需要充分考虑材料的选择和万向节的结构设计，以提高其寿命和抗疲劳能力。

3.润滑系统：万向节的正确润滑是确保其正常运行的关键。

通常采用润滑脂来减少运动部件的磨损和摩擦，并降低噪音和振动。

需要注意的是，润滑系统的设计要考虑到油脂的选用、供给方式和检测装置等。

接下来我们来介绍传动轴的设计。

传动轴是用于驱动车轮的关键部件，主要作用是将发动机的动力传递给车轮，同时承受车轮的旋转力矩和扭矩。

中型货车的传动轴通常采用辊花传动轴。

辊花传动轴是由多段圆柱体组成的，每段都有一个花键和一个齿槽，通过花键和齿槽之间的啮合来传递动力。

这种结构可以有效地减小传动轴的弯曲和螺旋方向的扭矩，提高传动效率和传动质量。

在设计中型货车的传动轴时，需要考虑以下几个因素：1.强度和刚度：传动轴需要能够承受车辆的动力和转向力矩，因此需要具有足够的强度和刚度。

所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。

因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。

制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证持量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。

制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题：1、技术上的先进性；2、经济上的合理性；3、有良的劳动条件，避免环境污染。

第一节传动轴（批量为200件）机械加工工艺规程设计一、传动轴的用途二、传动轴的技术要求三、审查传动轴的工艺性四、确定传动轴的生产类型第二节确定毛坯、绘制毛坯简图一、选择毛坯二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量三、绘制传动轴锻造毛坯简图第三节拟定传动轴工艺路线一、定位基准的选择二、表面加工方法的确定三、加工阶段的划分四、工序的集中与分散五、工序顺序的安排六、确定工艺路线第四节机床设备及工艺装备的选用一、机床设备的选用二、工艺装备的选用第五节加工余量、工序尺寸和公差的确定一、G轴外圆面φ40的确定二、E轴外圆面φ30的确定三、M轴外圆面φ35的确定四、F轴右边部分外圆面φ30的确定五、F轴左边部分外圆面φ30的确定六、N轴外圆面φ25的确定七、M20x1.5螺纹的加工第六节切削用量、时间定额的计算一、切削用量的计算二、时间定额的计算第七节心得体会第八节参考文献第九节附录第一节传动轴（批量为200件）机械加工工艺规程设计一、传动轴的用途传动轴在各种机械或传动系统中广泛使用，用来传递动力。

在传力过程中主要承受交变扭转负荷或有冲击，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应其工作条件。

该零件的主要工作表面为E、M、F、N四个阶梯轴的外圆表面，它们的精度和表面粗糙度要求很高，在设计工艺规程时应重点予以保证。

二、传动轴的技术要求无该传动轴零件形状为较简单的阶梯轴，结构简单。

16510.16638/ki.1671-7988.2018.20.060一种重型汽车用万向传动轴设计杨勇新，郭克刚，刘杰，高刚刚，郭鸿瑞（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710201）摘 要：在全驱车辆中，万向传动轴作为转向驱动桥中重要的传动件。

其保证前轮既能在最大转角范围内任意转向某一角度，并不间断的传递动力。

这里介绍万向传动轴的设计校核过程。

关键词：全驱车辆；转向；动力；万向传动轴中图分类号：U463.216+.2 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)20-165-03The design of a universal drive shaft for heavy duty vehiclesYang Yongxin, Guo Kegang, Liu Jie, Gao Ganggang, Guo Hongrui( Shaanxi Hande Axle Co., Ltd., Shaanxi Xi ’an 710201 )Abstract: The universal drive shaft is an important transmission part of the steering drive axle in the All-drive vehicle. It can ensure the front wheel can arbitrarily turn to a certain angle in the maximum angle, and transmit power continuously. The design and verification process of universal drive shaft is introduced here. Keywords: All-drive vehicle; Steering; dynamic; Universal drive shaftCLC NO.: U463.216+.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)20-165-03引言随着我国经济快速增长，全驱重型车辆作为重型汽车的一部分，在我国汽车行业也得到了大力发展；其在国防以及民用的石油勘探、森林救火等领域中发挥着越来越大的作用；万向传动轴作为整车转向驱动桥重要的零部件，其必须满足车桥转向、动力传递、转速等相关要求。

解放CA1041货车万向传动装置设计`摘要汽车的万向传动轴是由传动轴、万向节两个主要部件联接⽽成，在长轴距的车辆中还要加装中间⽀承。

万向传动轴主要⽤于⼯作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。

在本世纪初万向节与传动轴的发明与使⽤，在汽车⼯业的发展中起到了极其重要的作⽤。

随着汽车⼯业的发展，现代汽车对万向节与传动轴的效率、强度、耐久性和噪声等性能⽅⾯的设计及计算校核要求也越来越严格。

本毕业设计将依据现有⽣产企业在⽣产车型(CA1041)的万向传动装置作为设计原型。

在给定整车主要技术参数以及发动机、变速器等主要总成安装位置确定的条件下，对整车结构进⾏了分析，确定了传动轴布置⽅案，采⽤两轴三万向节带中间⽀承的布置形式。

在确定了传动⽅案后，对传动轴、万向节总成、中间⽀承总成进⾏设计，使该总成能够在正常使⽤的情况及规定的使⽤寿命内不发⽣失效。

关键字：传动轴；万向节；中间⽀承；设计；校核ABSTRACTThe universal drive shaft of automotive is composed of transmission shaft and cardin joint. The main function of the universal drive shaft is to transmitting torque and rotation movement between two shafts whose relative position is variation in the working process. At the beginning of this century the transmission shaft and cardin joint play an important role in the development of automobile industry. As the development of automobile industry, the automobile demand that the design and verification of transmission shaft and cardin join stricter in the efficiency, intension, durability and noise performance. This graduation design chooses existing production business enterprise of basis is producing the car type(CA1041) of ten thousand to spread to move to equip the conduct and actions design prototype. Under the conditions of the main technical parameters of the given vehicle, installation location of engine, transmission and other major assembly are determined , the structure of the vehicle is analysised, the transmission shaft layout program is determined. Two shaft-three cardin joints is adapted.After determining the transmission options, the right drive shaft and universal joint assembly, intermediate bearing assembly is designed, so that the assembly can be used in normal situations and the life within no failure.Keywords：Transmission shaft；Cardin joint；Middle supporting；Design ；Verification⽬录`摘要 .................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................. II 第⼀章绪论.. (1)1.1选题的⽬的和意义 (1)1.2国内外研究现状、发展趋势 (1)第2章⽅案选择 (3)2.1解放CA1041轻型货车原始数据 (3)2.2万向传动轴的结构特点和基本要求 (3)2.3万向节总成主要参数及其选择 (5)2.4中间⽀承的选择 (6)2.5 本章⼩结 (6)第三章传动轴总成的设计 (7)3.1万向传动轴结构⽅案分析 (7)3.1.1 基本组成的选择 (7)3.2 万向传动轴的计算载荷 (9)3.3传动轴钢管尺⼨的选择 (12)3.4传动轴的计算与强度校核 (13)3.4.1传动轴的临界速度校核 (13)3.4.2传动轴扭转强度计算与校核 (14)3.5传动轴花键设计 (15)3.5.1主传动轴花键设计 (15)3.5.2中间传动轴花键的设计 (19)3.6本章⼩结 (20)第四章万向节总成的设计 (21)4.1万向节类型的选择 (21)4.2⼗字轴式万向节的结构分析 (22)4.3万向节的受⼒分析 (23)4.3.1单⼗字轴万向节的受⼒分析 (23)4.3.2双⼗字轴万向节传动 (25)4.3.3多⼗字轴万向节传动 (26)4.4万向节总成主要参数的确定与校核 (27)4.4.1⼗字轴 (27)4.4.2滚针轴承 (29)4.5联连接元件的设计 (32)4.5.1联接螺栓 (32)4.5.2万向节叉 (34)4.6本章⼩结 (35)第五章中间⽀承的设计 (36)5.1中间⽀承的结构分析与选择 (36)5.2轴承的选取 (37)5.3本章⼩结 (39)结论 (40)参考⽂献 (41)致谢 (42)附录 (43)附录A 英⽂⽂献 (43)附录B中⽂翻译 (45)第⼀章绪论1.1选题的⽬的和意义随着汽车⼯业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为发展趋势，对汽车节能、舒适与轻量化的要求越来越⾼。

汽车设计课程设计说明书题目：重型载货汽车万向传动轴设计姓名：xx学号：200924xxxx同组者：xxxxxx专业班级：09车辆工程2班指导教师：xxxxxxxx商用汽车万向传动轴设计摘要万向传动轴在汽车上应用比较广泛。

发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。

本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。

传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。

伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。

传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。

在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。

目录一、概述 (04)二、货车原始数据及设计要求 (05)三、万向节结构方案的分析与选择 (06)四、万向传动的运动和受力分析 (08)五、万向节的设计计算 (11)六、传动轴结构分析与设计计算 (17)七、参考文献 (20)一、概述汽车上的万向传动轴一般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。

主要是用于在工作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。

在动机前置后轮驱动的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动<图1—1a、b）。

当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提高传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段或三段，万向节用三个或四个。

此时，必须在中间传动轴上加设中间支承。

在转向驱动桥中，由于驱动桥又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这是多采用球叉式和球笼式等速万向节传动<图1—1c）。

学科门类：单位代码：毕业设计说明书（论文）中型货车万向节与传动轴设计MEDIUM V ANS’ UNIVERSAL AND SHAFT DESIGN学生姓名所学专业班级学号指导教师XXXXXXXXX系二○**年X X月开题报告一、选题的目的、意义和研究现状二、研究方案及预期结果三、研究进度四、主要参考文献五、指导教师意见摘要万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还需加装中间支承。

本设计主要研究中型货车变速器与驱动桥之间的万向传动装置。

该设计是以万向传动装置的结构与工作原理为基础，采用有限元分析、理论研究与实际研究、定性与定量分析等方法计算出较为合理的万向节与传动轴结构。

并用文字叙述与图表说明相结合的方法阐述了万向传动装置的构造及所选基本尺寸，然后计算了万向节的转矩，对十字轴上的力以及十字轴颈根部的弯曲应力和切应力进行强度校核，其中应用有限元分析的方法对中间传动轴进行应力分析，并绘制出了传动轴的受力云图。

对十字轴滚针轴承进行接触应力和滚针所能承受的最大载荷的计算，以适合十字轴的使用；对万向节叉与十字轴连接支承时产生的作用反力，对其万向节叉承受弯曲和扭矩载荷进行校核，以达到使用强度。

确保其在正常使用的情况下，拥有更长的使用寿命。

关键词：中型货车；万向传动装置；十字轴式万向节；伸缩花键AbstractUniversal transmission device is generally composed by universal and shaft, and sometimes it also needs to install middle supporting. This design mainly studies about the medium van’s transmission and the universal transmission between axles.It is based on universal transmission device structure and working principle, and calculates the universal shaft and the reasonable structure by finite element analysis, theoretical research , practical research, the qualitative and quantitative analysis. Use text and illustrations method combining describes the structure ,universal transmission device and selected basic dimensions. Then calculate the torque, and compare the bending stress and shear stress intensity of universal shaft and the roots of the neck. Use application of the finite element analysis method in stress analysis of intermediate shaft transmission and mapped the stress contours. The cross axis needle bearing on contact stress and needle roller can withstand the maximum load calculation for the use of spiders. Compare the cardan shaft supporting the role of the reverse force, cardan sustaining bending and torque load test, in order to achieve intensity. To ensure the service life be longer by normal use in the circumstances.Key words:medium truck；universal driving device；cardan universal joint；slip join目录绪论 (11)1 万向传动装置结构方案分析 (12)1.1 中型货车主要参数选择 (12)1.2 总体设计方案 (12)1.2.1 传动轴管选择 (14)1.2.2 伸缩花键的选择 (14)1.2.3 万向节分析 (15)1.2.4 中间支承结构分析与设计 (16)2万向节的分类 (18)2.1 不等速万向节 (18)2.2 准等速万向节 (19)2.3 等速万向节 (19)3 万向节的设计与强度校核 (20)3.1 万向节结构与尺寸设计 (20)3.1.1 基本构造与基本原理 (20)3.1.2 确定十字轴尺寸 (20)3.1.3 十字轴万向节的传动效率 (21)3.2 万向节强度校核 (21)3.2.1 十字轴万向节运动和受力分析 (21)3.2.2 十字轴万向节传动的附加弯矩和惯性力矩 (22)3.2.3 十字轴万向节传动的弯曲应力与剪切应力 (25)4万向传动轴设计及强度校核 (29)4.1 传动轴的临界转速 (29)4.2 传动轴长度选择 (32)4.3 传动轴管内外径确定 (32)4.4 传动轴扭转强度校核 (32)4.5 花键内外径确定 (33)4.6 花键挤压强度校核 (34)5基于CATIA的有限元分析 (35)5.1 设计零件模型 (35)5.2 生成静态分析 (35)6 技术与经济性分析 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)绪论随着汽车行业的渐成熟，特别是近几十年来汽车工业大发展以来，汽车行业对世界经济的发展和人类社会的进步产生了巨大影响。