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汽车万向传动轴优化设计；摘要；本次设计的是在丰田锐志轿车的基础上进行的万向传动；关键词：优化，万向节，传动轴；OptimizationofUniversalT；ThedesignofthecarsintheT；Keywords:Optimization，Un；第1页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；直
汽车万向传动轴优化设计摘要本次设计的是在丰田锐志轿车的基础上进行的万向传动轴优化设计。万向传动装置采用可伸缩的花键十字万向传动轴，万向节十字轴轴承盖的设计选择了内卡式的方式定位，油封座圈采用了卡环式的定位方式，万向节凸缘叉的设计参考BJ212轻型越野车的方式设计。文中还对万向传动轴的主要部件进行设计计算和校核，同时采用MATLAB软件对万向传动轴的外径和内径优化设计，阐述了运用UG软件对万向传动轴三维图的作图方法，使用Flash软件制作万向传动轴工作原理动画，以及简单介绍了万向传动装置总成的技术要求和使用保养。关键词：优化，万向节，传动轴 Optimization of Universal Transmission Shaft for Automobiles
AbstractThe design of the cars in the Toyota Reiz on the basis of optimizing the design of the universal drive shaft. Universal transmission using scalable cross universal spline shaft, universal joint cross shaft bearing caps with the design chosen the way of cassette positioning, oil seal ring seat ring card using the positioning means, universal joints fork flange design BJ212 light reference design for off-road vehicles. The article also major components of the drive shaft universal design calculations and checking, while the use of MATLAB software universal shaft diameter and diameter to optimize the design of software using the UG shaft universal mapping three-dimensional map. The use of Flash software shaft universal principle of animation, as well as a brief introduction of the universal transmission of the technical requirements for assembly and use of maintenance.Key words: Optimization，Universal joints，Drive shaft 第1页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。1949年由双联式虎克万向节演变而来的三销式万向节开始被使用在低速的商用车辆上。直到现在，根据在扭转方向是是否有明显的弹性，万向节可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节是靠零件的铰链式传递动力，又分成不等速万向节（常用的为十字轴式）、准等速万向节（双联式、二销轴式等）和等速万向节（球叉式、球笼式等）；挠性万向节是靠弹性零件传递动力的，具有缓冲减振作用。万向传动装置已经可以满足飞速发展的汽车科技?1?。1.2 万向传动轴设计技术综述汽车万向传动装置一般由万向节和传动轴以及中间支撑等组成，它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。以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，万向传动装置是其传动系中必不可少的部分。万向传动装置设计的合理与否直接影响传动系的传动性能。选用与布置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动负荷，可能导致传动系不能正常运转和早期损坏。只有合理的设计，才能保证汽车在各种工况和路面条件下可靠地传递动力。在汽车高速行驶的时候，万向传动装置也在伴随着高速旋转，并且源源不断的将动力从变速器的输出端输送到主减速器上。因此，万向传动装置的设计就显得十分重要，设计必须保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化第2页时，能可靠而稳定地传递动力，并且所连接的两轴尽可能等速运转，由于万向节夹角而产生的载荷振动和噪声应在允许的范围内，在使用车速内不应产生共振现象。另外，万向传动装置还应当满足汽车必要的动力性和经济性指标，满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。随着生活质量的提高，人们追求的是更快速、舒适的交通工具，所以对万向传动装置的要求就更高?2?。本设计选择万向传动轴的优化设计，设计基本要求如下：(1)保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠而稳定地传递动力。(2)保证所连接的两轴尽可能等速运转。由于万向节夹角而产生的载荷振动和噪声应在允许的范围内，在使用车速内不应产生共振现象。(3)传动效率高，使用寿命长，结构简单、制造方便、维修容易等。此外，还应考虑万向传动装置的质量以及制造成本等实际问题。 第3页2 万向传动轴结构方案确定2.1 设计已知参数车重：1590kg最大载重：420kg传动轴支撑长度：855mm轮胎规格：215/55-R17发动机最大转矩：242N?m 变速器一挡传动比：4.17 最大变矩系数：2.6 发动机最高转速：6200rpm 主减速器传动比：3.909 后轴承载质量：1237kg2.2 万向传动轴设计思路经过在学校图书馆和网络是那个充分的调研和查找，得到真实的资料和数据，并对本次的数据进行分析和比较，从设计的车型和传动轴的使用价值，针对目前汽车传动轴的类型和应用，考虑如何设计。此车匹配2.5L排量的发动机，发动机的最大扭矩为242N?m，最大转速为6200rpm，该车为发动机前置后驱的运动型轿车，最高车速为225km/h。因此所设计的万向传动装置不仅要有很好的传动效率，而且要有较高的扭转强度。其设计思路具体如下：(1)设计选型：选择本次万向传动轴设计的类型；(2)设计计算校核：根据所给已知参数设计计算万向传动轴各零件的具体参数，并加以校核；(3)优化设计：通过使用MATLAB软件对传动轴的外径和内径优化设计。(4)构建三维图：通过使用UG软件构建万向传动轴零件图和总装图。(5)制作工作原理动画：通过使用Flash制作万向传动轴工作原理动画。2.3
结构方案的确定2.3.1 万向节结构方案的确定2.3.1.1 第一种方案：采用十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节(如图2-1)，即两万向节叉分别套在十字轴的两对轴颈上。这样当主动轴转动时，从动轴既可随之转动，又可绕十字轴中心在任意方向摆动。为了减少摩擦损失，提高传动效率，在十字轴轴颈和万向节叉孔间装有由第4页滚针和套筒组成的滚针轴承。然后用卡环分别固定在万向节叉上，以防止轴承在离心力作用下从万向节叉内脱出。图2-1 十字轴式刚性万向节1-轴承盖；2、6-万向节叉；3-油嘴；4-十字轴；5-安全阀；7、11-油封；8-滚针；9-套筒；10-油封挡盘；12-油封座；13-注油嘴为了润滑轴承，十字轴做成中空的，并有油路通向轴颈。润滑油从滑脂嘴3注入十字轴内腔。为避免润滑油流出及尘垢进入轴承，在十字轴的轴颈上套着装在金属座圈内的毛毡油封。十字轴式万向节的损坏是以十字轴轴颈和滚针轴承的磨损为标志的，因此润滑与密封直接影响万向节的使用寿命。为了提高密封性能，近年来在十字轴式万向节中多采用橡胶油封。实践证明，使用橡胶油封其密封性能远优于老式的毛毡或软木垫油封。当用滑脂枪向十字轴内腔注入润滑油而使内腔油压大于允许值时，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，故在十字轴无须安装安全阀。2.3.1.2 第二种方案：采用双联式万向节双联式万向节是由两个十字轴万向节组合而成。为了保证两万向节连接的轴工作转速趋于相等，可设有分度机构。偏心十字轴双联式万向节取消了分度机构，也可以确保输出轴与输入轴接近等速。无分度杆的双联式万向节采用主销中心偏离万向节中心1.0～3.5mm的方法，使两万向节的工作转速接近相等。双联式万向节的主要优点是允许两轴间的夹角较大（一般可达50度，偏心十字轴双联式万向节可达60度）。第5页包含各类专业文献、文学作品欣赏、应用写作文书、各类资格考试、生活休闲娱乐、专业论文、高等教育、外语学习资料、毕业设计说明书23等内容。　
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球笼式等速万向节轻量化优化设计
【摘要】：为达到轻量化的目的,把原来的球笼式等速万向节设计成有8个钢球的球笼式等速万向节。对BJ-83球笼式等速万向节的结构进行设计,万向节的钢球数由6个增加到8个,由于钢球的尺寸减小,万向节的结构尺寸和质量都减小,实现了轻量化的目的,构建了两种球笼式等速万向节的三维实体模型,并应用ANSYS Workbench对两种万向节进行有限元分析,通过对球笼式等速万向节进行模拟,结果表明,8个钢球的万向节比6个钢球的万向节承受的应力更小、疲劳寿命更长。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：U463.216.1【正文快照】：
1引言在资源紧缺的今天,节能环保越来越受到人们的重视,汽车技术也开始向节能环保方向发展,研究表明,汽车总质量越大汽车燃油消耗越多。因此为了提高整车能源的经济性,可以在保证安全可靠、性能不受影响的前提下尽量减轻汽车零部件的质量[1]。等速万向节在机械工程和汽车行业
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