汽车传动轴设计.doc

1、 任务书设计题目： 汽车传动轴设计 1设计的主要任务及目标通过调研和查阅相关资料文献，掌握汽车传动轴主要用途和工作原理。应用所学相关基础知识和专业知识，分析汽车传动轴结构。对主要受力件强度进行计算分析，应用CAD造型完成课题总成和关键零件结构设计和计算说明书，按照学校要求编写毕业设计论文。2设计的基本要求和内容1）掌握汽车传动轴的结构及工作原理。绘制结构简图和原理简图；2）了解零部件材料及制造；3）了解汽车传动轴的失效模式；4）制作汽车传动轴的装配总图；5）对汽车传动轴结构进行必要的计算分析；6）编写毕业设计论文，总结设计取到的效果与体会，提出自己的论点和改进建议等。3主要参考文献1王望予.汽

2、车设计M.北京：机械工业出版社，2004.2于志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2005.3陈家瑞.汽车构造(下册)M.北京：机械工业出版社，2005.4刘维信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2003.5汽车构造教学图册（下册底盘）M.北京：人民交通出版社，1986.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1确定设计思路，进行开题检查2013.122014.03.142提交毕业设计开题报告2014.03.152014.03.203指导老师进行中期检查与辅导2014.03.212014.04.254完成毕业设计论文编写2014.04.262014.05.255设计、计算及图纸整理，准备答

3、辩2014.05.262014.06.10汽车传动轴设计摘要：此论文在系统的介绍汽车传动轴的机构机及其运作方式的基础之上，对汽车传动轴的机械部分进行具体的分析，理解传动轴从而掌握汽车传动轴的运作方式和方法，再通过分析十字轴，前后花键轴，突缘叉，万向节叉，突缘等部分的工作原理及状态，进一步熟悉传动轴的功能，在此基础之上，通过所学的知识及其收集的资料，自主对汽车传动轴机械部分进行分析和设计。关键词： 传动轴；十字轴；万向节叉；Automobile transmission shaft designAbstract :On the basis of this paper on the introdu

4、ction of automobile transmission shaft system of the mechanism and mode of operation, a specific analysis of the mechanical parts of automobile transmission shaft, drive shaft so as to master the understanding of automobile transmission shaft operation mode and method, and through the analysis of th

5、e cross axle, before and after the spline shaft, flange fork, universal joint fork, work principle and flange and other parts of the state, further familiar with the transmission axis function, on this basis, through knowledge and collecting the data, independent analysis and design of the automobil

6、e transmission shaft mechanical parts.Keywords：drive shaft ；universal joint pin；universal joint fork；目 录1绪论11.1概述11.2 国内外汽车传动轴的背景、发展及现状11.2.1 传动轴发展背景11.2.2国内发展状况21.2.3国外传动轴发展状况31.3 汽车传动轴的发展历程31.4 汽车传动轴的功能及用途41.5 汽车传动轴机械部分特征和设计要求51.6 汽车传动轴整体简述51.6.1 传动轴的功能及用途61.6.2 汽车传动轴组成部分61.7 万向节设计整体分析71.7.1 万向节传动

7、特点71.7.2 万向节的分类71.7.3 准等速万向节81.7.4 球叉式万向节81.7.5 不等速万向节91.7.6 万向节选择102 万向传动结构分析112.1单十字轴万向节传动112.2 双十字轴万向节传动123 汽车传动轴143.1 汽车传动轴花键143.2 汽车轴管作用及其设计153.3 十字轴万向节结构153.4 传动轴中间支撑173.5 传动轴的动平衡173.5.1 影响传动轴动平衡品质的因素174 传动轴结构分析与校核184.1 传动轴的计算及强度校核184.2 传动轴额定载荷的确定184.3 传动轴当量夹角的分析224.4 轴的校核计算224.4.1 轴的结构分析224.4

8、.2 传动轴材料的选择234.4.3 传动轴中间支承244.4.4 传动轴的动平衡254.4.5 十字轴万向节的计算校核254.4.6 花键的设计计算274.4.7 传动轴连接螺栓的计算284.4.8 中间支承的计算294.4.9 传动轴许用不平衡量的计算30总结32参考文献33致谢341 绪论1.1概述随着社会经济发展与科学技术的进步，汽车业的高速发展，带动汽车传动轴需求持续大幅增长。车辆技术的进步和车辆密度的加大，对传动轴的性能要求也越来越高，传动轴技术得到飞速的发展，传动轴作为汽车的重要组成部分，它性能的好坏在很大程度上影响着汽车的燃油经济性、加速时间、动力性及成本等方面，因此，如何研究

9、开发出高性能的传动轴，是我们需要解决的一个问题。此论文在系统的介绍汽车传动轴的机构机及其运作方式的基础之上，对汽车传动轴的机械部分进行具体的分析，理解传动轴从而掌握汽车传动轴的运作方式和方法，再通过分析十字轴，前后花键轴，突缘叉，万向节叉，突缘等部分的工作原理及状态，进一步熟悉传动轴的功能，在此基础之上，通过所学的知识及其收集的资料，自主对汽车传动轴机械部分进行分析和校核。 本设计选取数据为：五十铃货车庆铃N系列 2009款 NKR77LLLWCJA 600P (发动机的输出扭矩：318.5N.m 最大功率转速：2000r/min 轴距：3360mm 变速器传动比：一档：6.378 主减速器传

10、动比：4.7 分动箱低档速比：1.536 轮距：前轮：1504mm 后轮：1425mm 载重量：5.0t 轮胎规格：7.50-15）1.2 国内外汽车传动轴的背景、发展及现状1.2.1 传动轴发展背景汽车是最普通的代步、运输工具，许多国家均将汽车工业作为其重要的支柱产业。面对资源和环境的严峻挑战，推进汽车轻量化以降低油耗，一直是汽车工业发展的主题。复合材料因具有加工能耗低, 轻质高强, 可设计性强, 耐锈蚀, 成型工艺性好等优点, 成为汽车工业以塑代钢的理想材料。汽车用材料在经历了通用塑料、工程塑料时代之后, 20世纪九十年代进人复合材料时期。通用汽车公司1953年生产的世界上第一辆复合材料汽

11、车车身汽车Chevrolet Corvette，敲开了复合材料在汽车领域的应用，自推出此款车型以来通用汽车公司目前已销售130余万辆，此款车型采用的是玻璃纤维增强树脂复合材料。汽车复合材料的应用主要经历了两个时期：在20世纪70年代开始，由于SMC材料的成功开发和机械化模压技术以及模内涂层技术的应用，促使玻璃钢/复合材料在汽车应用的年增长速度达到25，形成汽车玻璃钢制品发展的第一个快速发展时期；到20年代90年代初，随着环保和轻量化、节能等呼声越来越高，以GMT（玻璃纤维毡增强热塑性复合材料）、LFT（长纤维增强热塑性复合材料）为代表的复合材料得到了迅猛发展，主要用于汽车结构部件的制造，年增长

12、速度达到1015，掀起第二个快速发展时期。作为新材料前沿的复合材料逐步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料，并取得更加经济和安全的效果。1.2.2国内发展状况中国汽车零部件产业规模迅速扩大、出口迅速增长、零部件企业创新活动踊跃、关键零部件基本都实现了本土化生产。中国汽车零部件产业的不足一是规模比较小、实力弱；二是处在国际分工中最低端；三是研发能力严重不足。新中国成立60年、特别是改革开放30年来，中国经济飞速发展。民营企业在这个过程中异军突起，以其独特的活力迅速成长。当前零部件行业中，民营资本和境外资本已经开始占据主要地位。进入新世纪，民营企业展现出旺盛的生命力。此时，民营企业的合法权益得

13、到法律保障，其发展被纳入国家经济发展正常轨道。民营汽车零部件企业在党的政策方针指引下得到提高和稳步发展。万向集团、万安集团、万丰奥特集团、信义玻璃、浙江银轮机械、上海久乐安全气囊等众多优秀民营零部件企业迅速成长。根据国家信息中心的调查研究，民营汽车零部件企业数量占中国零部件企业总数的49%，工业总产值所占比重为24%，营业收入所占比重为20%。面向未来，肩负重任的民营零部件企业将迎来更富挑战性的考验。在市场竞争日益激烈的背景下，最贴近市场的民营企业必须接受优胜劣汰的法则，特别是一些以低成本优势展开竞争的外向型企业，要主动转型才有出路。国内的汽车制造商以及其供应链上附着的汽车零部件制造厂商们。其

14、中最大的挑战，还是大的经济环境的影响：钢材价格的高涨，人工的提高，市场价格的不断降低，国外市场的开拓艰难，外资企业在技术高端和供应链高端的压迫，整体生存的压力仍然很大。国内企业对策基本集中在加强专业化生产和设计，努力降低成本，加强和主机厂的经营协同等等。汽配零部件行业整体数量发展，每年按照1000家左右的速度递增，到2008年，已经具有7000多家。作为中国零部件产业在汽车工业中35%-36%的比重，相较于国际60%-70%水平仍然较低，整个产业规模具有非常大的扩展空间，单个企业规模也会越来越大。在这样的一个背景下，中国汽车零部件行业采购发展前景一片光明。1.2.3国外传动轴发展状况美国、日本、欧洲的德国，意大利等发达国家是车用复合材料的主要国家，全球汽车用增强塑料制品的市场规模为每年454万吨 ，其中美国达到172 万吨，欧洲达到136万吨。目前，德国每辆汽车平均使用的纤维增强塑料制品近300kg，占汽车总消费材料的22%左右，日本每辆汽车平均使用的纤维增强塑料制品达100kg，约占汽车材料消费总量的7.5%。其汽车用复合材料部件制造的整体技术水平高，大量采用SMC/BMC材料，采用流水线作业方式，机械化、自动化程度高，产品质量好，经济效益高。涉及到轿车、客车、火车、拖拉机、摩托车以及运动车、农用车等所有车种，个别车型的单车平均用量已超过200kg。