《十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)規(guī)范》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)規(guī)范(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、Q/LF 45051—2003
十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)規(guī)范
1
十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)規(guī)范
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了十字軸式萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸總成技術(shù)規(guī)范。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器縱置后輪及四輪驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
QC/T 523 《汽車傳動(dòng)軸總成臺(tái)架試驗(yàn)方法》
QC/T 29082《汽車傳動(dòng)軸總成技術(shù)條件》
3術(shù)語(yǔ)和定義
3.1 傳動(dòng)軸:由一根或多
2、根實(shí)心軸或空心軸管將二個(gè)或多個(gè)十字軸式萬(wàn)向節(jié)連接起來(lái),用來(lái)將變速器的輸出扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給驅(qū)動(dòng)橋的裝置。
3.2 傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速:傳動(dòng)軸失去穩(wěn)定性的最低轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸在該轉(zhuǎn)速下工作易發(fā)生共振,造成軸的嚴(yán)重彎曲變形,甚至折斷。
3.3 當(dāng)量夾角:多萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的各個(gè)萬(wàn)向節(jié)輸入、輸出軸夾角等效轉(zhuǎn)換成單萬(wàn)向節(jié)的夾角。
4目標(biāo)性能
4.2 傳動(dòng)軸帶萬(wàn)向節(jié)總成所連接的兩軸相對(duì)位置在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí),能可靠地傳遞動(dòng)力;
4.2所連接兩軸接近等速運(yùn)轉(zhuǎn),由萬(wàn)向節(jié)夾角產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi);
4.3 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。
5 設(shè)計(jì)方法
5.1
3、 設(shè)計(jì)計(jì)算涉及的參數(shù)
具體參數(shù)見表(一)、表(二)
表(一)計(jì)算參數(shù)
整車參數(shù)
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(N﹒mm)
Te max
發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速(r/min)
nm
變速器一檔傳動(dòng)比
i1
變速器最高檔傳動(dòng)比
imax
發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率
η
傳動(dòng)軸參數(shù)
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(MPa)
τT
軸所受的扭矩(N﹒mm)
T
軸的抗扭截面系數(shù)(mm3)
WT
軸的轉(zhuǎn)速(r/min)
n
軸傳遞的功率(kW)
P
計(jì)算截面處軸的直徑(mm)
d
許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(MPa)
[τT]
傳動(dòng)軸管的外徑(mm)
Dc
傳動(dòng)軸管的內(nèi)徑(mm)
4、dc
傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度(mm)
Lc
傳動(dòng)軸實(shí)際最高轉(zhuǎn)速(r/min)
nmax
變速器最高檔變速比
i5
軸管的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力(MPa)
[τc]
花鍵軸的花鍵內(nèi)徑
dh
花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)
K′
花鍵外徑
Dh
花鍵的有效工作長(zhǎng)
Lh
花鍵齒數(shù)
n0
齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力(MPa)
[σy]
表(二)需校核的參數(shù)
序號(hào)
名稱
符號(hào)
目標(biāo)值
1
傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速(r/min)
nk
2
軸管扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度
τc
[τc]
3
花鍵軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度
τh
[τ0]
4
花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力
σy
[σy]
5.2 傳動(dòng)軸的布置
5、
5.2.1 傳動(dòng)軸總成在整車上的布置,見圖1
圖 1 傳動(dòng)軸在整車上的布置圖
如圖1所示,萬(wàn)向傳動(dòng)軸用于在不同軸心的兩軸間甚至在工作過(guò)程中相對(duì)位置不斷變化的兩軸間傳遞動(dòng)力。采用普通十字軸萬(wàn)向節(jié),其工作角度一般不大于3o~5o。前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車在行駛過(guò)程中,由于懸架的不斷變形,變速器與驅(qū)動(dòng)橋的相對(duì)位置(高度和距離)也在不斷變化。在他們之間需用可伸縮的萬(wàn)向傳動(dòng)軸聯(lián)接。這時(shí)當(dāng)聯(lián)接距離較近時(shí),常采用兩個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)和一根可伸縮的傳動(dòng)軸;當(dāng)距離較遠(yuǎn)且傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度(兩萬(wàn)向節(jié)中心的距離)超過(guò)1.3m時(shí),則應(yīng)將傳動(dòng)軸分成兩根或三根,用三個(gè)或四個(gè)萬(wàn)向節(jié),且有一根傳動(dòng)軸可伸縮,中間傳動(dòng)軸應(yīng)有支撐
6、。中間支撐用于長(zhǎng)軸距汽車的分段傳動(dòng),提高傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速、避免共振及減小噪聲。
5.2.2 傳動(dòng)軸總成的當(dāng)量夾角的計(jì)算。見圖2
圖2 傳動(dòng)軸夾角示意圖
如圖2所示,θ1,θ2,θ3,……,θn-1,θn分別為傳動(dòng)軸各個(gè)萬(wàn)向節(jié)輸入軸與輸出軸的夾角。傳動(dòng)軸的當(dāng)量夾角按如下公式計(jì)算:
e=
根號(hào)中的正負(fù)號(hào)可用直觀的方法確定:當(dāng)?shù)谝蝗f(wàn)向節(jié)的主動(dòng)叉軸所在的平面為S時(shí),在其余萬(wàn)向節(jié)中,如其主動(dòng)叉平面與S平面重合定為正,如果與S平面垂直則為負(fù)。理論上,為使輸入軸與輸出軸同步旋轉(zhuǎn),需使e=0,即=0。在理論上可用通過(guò)調(diào)整萬(wàn)向節(jié)夾角和合理選擇萬(wàn)向節(jié)叉相位做到同步,但在實(shí)際當(dāng)中要實(shí)現(xiàn)是很困難的。通常
7、在實(shí)際使用十字軸型多萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)時(shí),要求e<3°,以減小萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)不均勻性對(duì)振動(dòng)和噪聲等帶來(lái)的影響。
5.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.3.1傳動(dòng)軸的直徑的選用。(以扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算)
傳動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為
由上式可得傳動(dòng)軸的直徑
;
式中=,可以參見下表;對(duì)于空心軸,則
;其中=,即空心軸的內(nèi)徑dc與外徑Dc之比,通常取=0.5~0.6傳動(dòng)軸常用材料的及值,見表3
傳動(dòng)軸的材料
Q235-A、20
Q275、35(1Cr18Ni9Ti)
45
40Cr、35SiMn、38SiMnMo、3Cr13
/M
8、pa
15~25
20~35
25~45
35~55
A0
149~126
135~112
126~103
112~97
表3
5.3.2 臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算:
在選擇傳動(dòng)軸長(zhǎng)度和斷面尺寸時(shí),應(yīng)考慮使傳動(dòng)軸有足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。由機(jī)械振動(dòng)理論可知,對(duì)應(yīng)其彎曲振動(dòng)的一階固有頻率臨界轉(zhuǎn)速nk為:
,r/min
在設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸時(shí),取安全工作轉(zhuǎn)速為0.7nk。校核條件:nmax≤0.7nk,其中nmax=nm/imax。
5.3.3 傳動(dòng)軸管扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核
軸管的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為,; =×i1×η(N﹒mm)為傳動(dòng)軸的計(jì)算扭矩。則校核條件:
≤[],其中[]為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,通常取300MPa
5.3.4 傳動(dòng)軸花鍵軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核
傳動(dòng)軸花鍵軸通常以內(nèi)徑計(jì)算其扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,,取安全系數(shù)k0=2~3,[τ0]=[τc]/k0,校核條件滿足:≤[τ0]。
5.3.5花鍵齒側(cè)擠壓應(yīng)力的校核
當(dāng)傳動(dòng)軸滑動(dòng)花鍵采用矩形花鍵時(shí),齒側(cè)擠壓應(yīng)力為
式中,=1.3~1.4為花鍵處轉(zhuǎn)矩分布不均勻系數(shù)。
漸開線花鍵應(yīng)力的計(jì)算方法與矩形花鍵相似,只是計(jì)算的作用面是按其工作面的投影進(jìn)行。
校核條件為:≤[],[]=25~50Mpa(伸縮花鍵),[]=50~100Mpa(非滑動(dòng)花鍵)為齒側(cè)許用擠壓應(yīng)力。