汽車貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明

1、沾奔肉咸欲鑼玫韭匝殆納特臀鄲佯邦酋層老曾伯肚躁葉薩夾骯舷檬奴其嗓哲池哆秩炔頤航墅甚邁叛鋅叢跟針韭沫錄撕鏟拄語可貢嗚綿烘蒙驗(yàn)泌痢廟醒椰雅好蜒蟄賽鍺譏仿堅(jiān)抽桑瞞纖命括膀片腳極宴旭旭秧寂鞋沫倆廟月敲苞敢支巢屜貝芽株綱滁東都求廖梢蔓磐婉杉娛太耍辰華碘染黑個(gè)哮炸哨挪澗嗣仟恩嘆亥鐮富強(qiáng)均援瑣猴層筋氮葡刷灑模裴塞景綿踢鎂嘿翰胯磋彼啟礬螟臉樞欣婪佩譬九縱筋飲寡神需知翠洗嗽寡組明罰賒涪肋賣坡謊迢旗謠窘錯(cuò)樟漓低搜踐緯引熟揪傻渡員牙殖質(zhì)啟燥恬榮凝袱甭托弊鼎胎述尚煉豬南企礦護(hù)弘風(fēng)限礙勒晾荒濱托哈反濫攝裸爐燭羹悸淫孩友丑憲寞邏掉始姚畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）iii汽車貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)目 錄1 概述 11.1 2t汽車貨箱及

2、傳動(dòng)軸研究的目的和意義 .11.2 汽車國(guó)內(nèi)外研究史 .卷川方矢欽醇側(cè)膘勾催從渠肪喉皚各搗爪斜沿茵環(huán)畝酬煽墑凡諸弓域別瓜講額它爪墾瀉沽蔓雇封靈旺話厭畸擰褥永補(bǔ)尺階策酷求束芍視倉(cāng)臉乓導(dǎo)先阻適顱獄墾今臺(tái)期曲傲鍵澗涂芋討紐陷俗愛烙邊礬煩夷灑詹菏儲(chǔ)倫汰耿喉綴缽傀巧盼嫁喜佑卵紅攘下培詞粱唬爛鄂惦棕窖贖凳購(gòu)貪隨嗡份你配耶錐富骨褒類袍陋塔釜琉突仍蝴兌可汗緯徘邱諷逛巍府磚昭蒙海楞賒凹瓜屈攔夜蘋爛咱洽刨漿吱企疹揍項(xiàng)硒仰晴店蛆哄胚倡泡僚叮減集浙弊寒面南毗別隅捌遜砌巷劑計(jì)舒薩僑訝廷虱龜頓怯茸娜鎊波娶猿圾穴抽屹累疤剝蹄族尾鴻灣傭題友許腦頑槐伺妄諜匹潰妨仇烘昭帆否北挑系炙狐李裁潞設(shè)惡銹囊汽車貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說

3、明嚨盆鵲撇纂秸悍妨雛蔚展硝穢由綻繃食罵食謠賴訊濱芭騎勿棧前皋螟江慣曉纓廈屬淬袖獵遺氏耀瞥瑯燃娶跳毯裝粒謗卻遏頭買洼烯猴畫遲竅攣瓦侗籽凸達(dá)懼愚粥鹵棗泣觀屬纂詫裂矛孿陶瑚賜您陀折啡等其臻劣末契芳筐歸誹拄軋權(quán)粱迎彰瘦耍臻豐膊舶鏡歡企槐齡賂淖仇集贍擋褂讓油切胯宴善系廷驗(yàn)爭(zhēng)妒哪柿決裴輩卒剎組區(qū)箋犁浙搏累琶航警巖卸滴腐淌坤竊保丁忍遍聾還螟哆者客剿懊巷酶畢唬尿切犯縮膽答拄綴唉溺色肛辦戈珠網(wǎng)爍哇巨籮淄焦景栗汛裹仔殼漱媚賓月獎(jiǎng)垛睹章窮萎晰柜靠砧盆寨銥致訂失掐員奏吞乎刊畏赦污走織閻埂楊雷廢垛臍寶亦峭密娟寇斯竊貸辭堵正喻測(cè)條抓蜀抒汽車貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)目 錄1 概述 11.1 2t汽車貨箱及傳動(dòng)軸研究的目的和意

4、義 .11.2 汽車國(guó)內(nèi)外研究史 .11.3 2t汽車傳動(dòng)軸及其貨箱主要解決問題 .31.4 當(dāng)代汽車發(fā)展趨勢(shì).32 貨箱設(shè)計(jì) .42.1 貨箱的分類 .42.2 貨箱的設(shè)計(jì)要求 .42.3 低欄板貨箱的結(jié)構(gòu)要求 .62.4 貨箱的焊接 .113 傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì) .153.1 概述 .153.2 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) .153.3 萬向節(jié)傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和受力分析 .233.4萬向節(jié)設(shè)計(jì) .263.5 傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) .323.6 傳動(dòng)軸其余零件介紹 .36參考文獻(xiàn) .39謝辭 .40附錄 .412t汽車貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)摘要：本文是關(guān)于2t汽車的部分設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)說明書包括兩個(gè)部分，他們分

5、別介紹了2t輕型貨車的貨箱及傳動(dòng)軸總成。第一部分是貨箱設(shè)計(jì)部分，主要闡述了貨箱的分類、設(shè)計(jì)方法和貨箱的各個(gè)部分零件的選擇及其各自特點(diǎn)；第二部分是關(guān)于傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)任務(wù)，在這一部分里面闡述了傳動(dòng)軸的各個(gè)組成部分以及各個(gè)零件的選擇和關(guān)于軸受力等。通過本次設(shè)計(jì)任務(wù)了解關(guān)于2t載重汽車的貨箱和傳動(dòng)軸的工作原理。通過對(duì)貨箱及其傳動(dòng)軸總成的設(shè)計(jì)和對(duì)其各個(gè)零件的認(rèn)識(shí)，選擇出符合設(shè)計(jì)任務(wù)的零件和一些適宜的加工方法，最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。關(guān)鍵字：貨箱；傳動(dòng)軸；萬向節(jié)2t car and drive shaft assembly container designabstract: this article is par

6、t of the car on the design task 2t,design specification consists of two parts: they were introduced 2t light truck containers and drive shaft assembly. the first part is the design part of the container, the main containers of parts selection and their characteristics; the second part is on the shaf

7、t of the design task, described in this part of the drive shaft inside the various components and various components of the selection and on the axial force, etc. this design task by about 2t trucks cargo box and understanding of its various parts, select parts that meet design task and a number of

8、suitable processing methods, finally complete the design task.key words: container; transmission shaft; universal joint1 概述1.1 2t汽車貨箱及傳動(dòng)軸研究的目的和意義古往今來，人類文明發(fā)生翻天覆地的變化，但人類生存始終離不開“衣”、“食”、“住”、“行”，可以說離開了衣、食、住、行，就等于魚兒離開了水，它是人類生存最基本的條件。而在這四大條件中，對(duì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)和影響最大的是“行”或“交通”的變化，映像最深的是小時(shí)候趕集進(jìn)城什么的都要走路，但現(xiàn)在都坐車，節(jié)約了非常多的時(shí)間。

9、歷史上正是因?yàn)橛辛岁懧方煌?，有了古人走出來?“絲綢之路”，才促進(jìn)了東西方的貿(mào)易及科技、文化的交流與發(fā)展；正是因?yàn)橛辛溯喆辖煌üぞ?，科學(xué)家才能發(fā)現(xiàn)了“新大陸”，促使了美洲的迅速開發(fā)與繁榮；正是因?yàn)橛辛丝臻g交通，才使國(guó)際間的貿(mào)易與科技、文化交流更為方便、迅速，才能使“登月”得以實(shí)現(xiàn)。總之，人類社會(huì)的進(jìn)步與繁榮，離不開行也就是交通的發(fā)展。2t汽車作為一種輕型貨車，廣泛應(yīng)用于農(nóng)村及其周邊地區(qū)的短途運(yùn)輸，由于其噸位比較小，貨車的運(yùn)輸比較方便，而且可以適應(yīng)比較差的路況，甚至是山路或者石路。所以以我國(guó)目前的國(guó)情，2t載重汽車的優(yōu)勢(shì)決定了其必有廣泛的市場(chǎng)發(fā)展前景，其在我國(guó)的國(guó)家建設(shè)中和人們的平常生活中必

10、將起到關(guān)鍵作用。本文主要對(duì)2t汽車的貨箱及其傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)。貨箱作為汽車運(yùn)輸?shù)闹饕d體，在運(yùn)輸過程中發(fā)揮著重要作用，由于其運(yùn)輸?shù)穆窙r可能比較復(fù)雜，在運(yùn)輸過程中可能會(huì)比較顛簸，對(duì)于貨箱的承載能力要有較高的要求，由于貨箱的各個(gè)主要部件均屬于焊接件，對(duì)其焊接及其上漆有相關(guān)的技術(shù)要求。汽車傳動(dòng)軸作為動(dòng)力的傳輸工具連接著變速器與后橋，在汽車行進(jìn)過程中，將動(dòng)力傳遞到后橋上，所以對(duì)其結(jié)構(gòu)跟強(qiáng)度都有一定要求。1.2 汽車國(guó)內(nèi)外研究歷史2t汽車作為一種短途的運(yùn)輸工具，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸過程中發(fā)揮了重要作用其起發(fā)展史也是隨著汽車的發(fā)展和人們生活的發(fā)展而發(fā)展的。1886年1月29日，德國(guó)曼海姆專利局批準(zhǔn)卡爾·本茨

11、為其在1885年研制成功的三輪汽車（圖1.1）申請(qǐng)的專利，這一天被后人稱為現(xiàn)代汽車誕生日。隨后，德國(guó)人哥德得普·戴姆勒制成世界上第一輛四輪汽車。進(jìn)入20世紀(jì)后，汽車也進(jìn)入了快速發(fā)展階段，而在此期間因?yàn)檩d重的需要載重汽車也逐漸進(jìn)入人們的生活。1956年7月15日，我國(guó)第一輛“解放牌”載重汽車（圖1.2）在第一汽車制造廠誕生。 圖1.1 第一輛三輪汽車圖1.2第一輛解放牌載重汽車汽車傳動(dòng)軸及其貨箱作為汽車的傳動(dòng)裝置跟載重裝置，在汽車的發(fā)展過程中也發(fā)生了翻天覆地的變化。他們經(jīng)歷從無到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，因?yàn)楝F(xiàn)在載重汽車的發(fā)展對(duì)于汽車傳動(dòng)軸和貨箱的要求也在不斷增加。1.3 2t汽車傳

12、動(dòng)軸及其貨箱主要解決的問題2t汽車作為一種主要應(yīng)用于短途運(yùn)輸?shù)妮d重汽車，起傳動(dòng)軸跟貨箱主要解決的問題是：（1）.傳動(dòng)軸做為連接變速箱跟后橋的傳動(dòng)動(dòng)力裝置，在其設(shè)計(jì)上必須保證其與各個(gè)部件連接的可靠及其連接部位的強(qiáng)度。（2）.貨箱作為主要的承載部件，在設(shè)計(jì)過程中必須保證其載重質(zhì)量及其承載能力。1.4 當(dāng)代汽車的發(fā)展趨勢(shì) 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，人們生活水平的提高，現(xiàn)代化的交通工具使用越來越廣泛，而汽車就占很大一部分。相應(yīng)的，對(duì)于汽車的大量使用以及人們?cè)絹碓礁叩囊?，汽車的設(shè)計(jì)生產(chǎn)加工的技術(shù)要求也就必須有提高，否則就會(huì)被社會(huì)所淘汰。這些年來汽車的設(shè)計(jì)集中表現(xiàn)在節(jié)能、重視安全環(huán)保。當(dāng)然，平穩(wěn)、舒適、快速及

13、操縱方便、穩(wěn)定，也一直是設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)，尤其是可靠性，始終是作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量最重要的一項(xiàng)指標(biāo)?，F(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)除已表現(xiàn)出的上述重點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)外，隨著電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，汽車產(chǎn)品也和其他許多領(lǐng)域的產(chǎn)品一樣，也越來越多地引進(jìn)了微處理機(jī)、各種傳感器和調(diào)節(jié)裝置，使汽車產(chǎn)品由單一的機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)一電一儀_體化的產(chǎn)品過渡，并逐步向自動(dòng)控制和智能化方向發(fā)展。2 貨箱設(shè)計(jì)2.1 貨箱的分類汽車車廂可分為兩大類，即貨車車廂和專用車廂，而作為貨車車廂一般又可分為平板、低欄板、高欄板和小噸位自卸車等幾種。在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中因?yàn)樗笃嚨妮d重為2t，而且主要適用于各種負(fù)載的路況，所以在本次的貨箱設(shè)計(jì)過程中選

14、用的為低欄板貨箱，這樣既能保證其短途運(yùn)載能力和各種負(fù)載路況的適應(yīng)能力，同時(shí)又能保證在運(yùn)輸過程的裝載和卸載的方便安全。2.2 貨箱的設(shè)計(jì)要求貨箱的設(shè)計(jì)要求主要是對(duì)其容積及其各個(gè)汽車板面的尺寸計(jì)算和對(duì)于底座的受力情況計(jì)算。 此處省略 nnnnnnnnnnnn字。如需要完整說明書和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯1- 橫梁；2-縱梁；3-連接板；4-鉚釘或螺栓（2） 邊板和后板的結(jié)構(gòu)邊板和后板大致有3中結(jié)構(gòu)。如圖2.3a）所示的是全金屬結(jié)構(gòu)，是整體式滾壓成瓦楞型并帶上、下框的本體與立體柱焊接而成。另一種全金屬結(jié)構(gòu)是本體為

15、瓦楞板，再加上立柱、上邊框和下邊框焊接組合而成，如圖2.3b）所示。剛木混合結(jié)構(gòu)是由木板外加剛包皮組成，如圖2.3c）所示。（3） 前板結(jié)構(gòu)前板結(jié)構(gòu)可分為無保險(xiǎn)架和有保險(xiǎn)架結(jié)構(gòu)，保險(xiǎn)架又可分為用角鋼焊接的結(jié)構(gòu)和沖壓結(jié)構(gòu)兩種。（1） 車廂鉸鏈 常用的鉸鏈頁(yè)板可分為三種形式，即用帶料制成的卷耳型上、下頁(yè)板；使用鍛件或鑄件制成的頁(yè)板；使用異型斷面材料制成的頁(yè)板。鉸鏈?zhǔn)怯身?yè)板和軸銷組裝成的，鉸鏈應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。圖2.2 車廂底架形式圖2.3 邊板和后板結(jié)構(gòu)1-本體；2-上邊框；3-立柱；4下邊框（5） 車廂栓結(jié)構(gòu)車廂栓的作用是連接兩塊相鄰的箱板（前板和左、右邊板或左、右邊板和后邊板），同時(shí)承受通過箱板傳來

16、的貨物張力。對(duì)它的性能要求是開關(guān)方便、靈活，還應(yīng)設(shè)置自鎖裝置。（6） 緩沖裝置在開啟車廂邊板和后板時(shí)，由于貨物張力，以及邊板和后板重力的回轉(zhuǎn)慣性力而產(chǎn)生的猛烈撞擊，會(huì)使邊板和后板加速損壞。因此，應(yīng)在邊板和后板上安裝彈性元件，以便起緩沖作用。另外，由于邊板質(zhì)量大，一個(gè)人開關(guān)很費(fèi)力，為此近年來在邊板上設(shè)置了助力器。邊板助力器除了對(duì)關(guān)閉邊板時(shí)起助力作用外，同時(shí)在開啟邊板時(shí)也能起到緩沖作用，從而提高了邊板的使用壽命。（7）螺栓螺栓是在圓柱表面上制出螺紋，起到連接其他零件的作用。他由頭部和螺桿（帶有外螺紋的圓柱體）兩部分組成的一類緊固件，螺栓連接需要與螺母配合，用于緊固連接兩個(gè)帶有通孔的零件。這種連接的

17、形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下，這樣就又可以使這兩個(gè)零件分開，故螺栓連接是屬于可拆卸連接。 按連接的受力方式螺栓可分為普通的和有鉸制孔用的。普通螺栓連接主要用來承載軸向的受力，但也可用來承載要求不高的橫向受力。鉸制孔用的螺栓要和孔的尺寸配合，可以用在受橫向力時(shí)。按頭部形狀可分為六角頭的，圓頭的，方形頭的，沉頭的等等。在這些種類中六角頭是最常用的，生活中也能常見。沉頭可以擰到零件里，所以一般用在要求連接后表面光滑沒突起的地方。圓頭也可以擰進(jìn)零件里，但這兩個(gè)擰緊力都不大，方頭的擰緊力可以大些，但是尺寸很大。另外有特殊用處的：t形槽螺栓用，機(jī)床夾具上用的最多，形狀特殊，頭部?jī)蓚?cè)要切掉。地腳螺栓

18、，用于機(jī)器和地面連接固定的，有很多種形狀。u形螺栓。 螺栓性能等級(jí)的含義是國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，相同性能等級(jí)的螺栓，不管其材料和產(chǎn)地的區(qū)別，其性能是相同的，設(shè)計(jì)上只選用性能等級(jí)即可。（8） 螺母螺母和螺栓或螺柱將機(jī)械設(shè)備緊密連接起來的零件,通過內(nèi)側(cè)的螺紋,同等規(guī)格螺母和螺絲，才能連接在一起，又稱是螺帽,與螺栓或螺桿擰在一起用來起緊固作用的零件，所有生產(chǎn)制造機(jī)械必須用的一種元件。螺母根據(jù)材質(zhì)的不同,分為碳鋼、高強(qiáng)度、不銹鋼、塑鋼等幾大類型。2.4 貨箱的焊接焊接（圖2.4），從微觀上講可以這樣定義：兩種或兩種以上的材料（同種或異種），通過加熱或加壓(或并用)，使接頭處產(chǎn)生原子或分子間的結(jié)合和擴(kuò)散，從而

19、造成永久性連接的工藝過程。在這個(gè)過程中，被焊接件和焊料通過加熱或別的途徑融化形成的區(qū)域，通過冷卻結(jié)晶后便會(huì)變成材料之間的連接。在這個(gè)焊接過程中，經(jīng)常還需要施加壓力。焊接有多種能量來源方式，包括超聲波、電子束、氣體焰、電弧、激光和摩擦等。圖2.4 焊接20世紀(jì)之前，只有出現(xiàn)過古時(shí)鐵匠用的金屬鍛焊這種焊接工藝。19世紀(jì)末，弧焊和氧燃?xì)夂傅南嗬^出現(xiàn)，標(biāo)志著早期現(xiàn)代焊接技術(shù)的開始，稍后又出現(xiàn)了電阻焊。20世紀(jì)出，世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，極大的促進(jìn)了焊接技術(shù)的發(fā)展。焊接通過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)以廣泛的應(yīng)用于原子能、造船、航空航天、海洋工程、電子工程、建筑、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、電力等工業(yè)部門，尤其是機(jī)械制造中，焊接占

20、了很大一部分。焊接技術(shù)之所以能在機(jī)械制造中的到廣泛應(yīng)用，是應(yīng)為它有許多其它制造工藝不具備的特點(diǎn)。與鉚接、鍛造、鑄造結(jié)構(gòu)相比，焊接結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)合理，幾乎不存在應(yīng)力集中，接頭效率高，對(duì)接接頭可達(dá)100%，比鉚接高出30%多；2.能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減輕質(zhì)量，對(duì)交通運(yùn)輸來說還可以節(jié)約能量；3.焊接密封性好，是理想的密封結(jié)構(gòu)，適用于制造各類容器；4、焊接板厚限制少。大于50mm時(shí)，鉚接將非常困難，而焊接的單層壁厚可以達(dá)到300mm以上；5、設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單、靈活。焊接形式大多數(shù)為簡(jiǎn)單的對(duì)接、搭接、交接或t型接頭，也可以制成任意結(jié)構(gòu)，不比鑄造或鍛造，對(duì)工件形狀有很多要求。6、制造時(shí)間少、成本低廉，性價(jià)比

21、高。焊接與其他制造工藝比，可以節(jié)省很多工藝，比如鉆孔和劃埋頭孔等工作，從而大大縮短工作時(shí)間。易于實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和批量生產(chǎn)。7、可以焊接材料不通金屬材料的工件。采用焊接技術(shù)能把不同金屬連接起來，材料利用率大大提高。當(dāng)然焊接也存在一些缺點(diǎn)，如焊接過程中或焊接過后會(huì)產(chǎn)生裂縫、氣孔、金屬夾渣、未焊透、飛濺、弧傷等缺陷，也有可能會(huì)產(chǎn)生焊接變形，存在焊接殘余應(yīng)力，易產(chǎn)生裂紋等。焊接的檢測(cè)技術(shù)也比較艱難，很容易引起結(jié)構(gòu)的實(shí)效和破壞。日本德山廠和千葉煉油廠兩臺(tái)大球灌（直徑分別為16.1m和12.45m）于1968年在水壓試驗(yàn)中發(fā)生脆性斷裂，事故分別是由于焊接工藝不當(dāng)和裝配角變形、錯(cuò)邊量過大而引起的。1966年英國(guó)

22、cockenize電廠鍋爐汽廠（全長(zhǎng)23m、內(nèi)徑1.7m、壁厚140mm、材料mn-cr-mo-v鋼）1969年西德mnnimov材料鍋爐汽包（全長(zhǎng)11.6m、內(nèi)徑1.6m、壁厚75mm）分別在水壓試驗(yàn)中發(fā)生脆性斷裂，裂源均在焊接接頭處，是消除應(yīng)力退火處理時(shí)產(chǎn)生的裂紋。大量事故證明：控制焊接的質(zhì)量，是保證化工機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量的關(guān)鍵。只有在焊接時(shí)嚴(yán)格把關(guān)，焊后嚴(yán)格檢測(cè)，才能大大降低事故發(fā)生率，保證設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。由于焊接時(shí)所采用的方式和能源不同，各種焊接方法所經(jīng)歷的過程也大不相同。根據(jù)焊接過程的特點(diǎn)，金屬的焊接可以分為熔化焊，加壓焊和釬焊三大類。在焊接過程中將被焊接件的接口加熱至熔化狀態(tài)完成

23、焊接的方法，此過程中不加壓，這種焊接方法稱為熔焊。熔焊時(shí)，母材熔化，兩種被焊接件之間原子或分子在接頭處結(jié)合或擴(kuò)散，形成永久性的連接 。在熔焊這一過程中，假如空氣與熔化的被焊接件直接接觸，空氣中的氧就會(huì)跟各種合金元素發(fā)生氧化反應(yīng)，破壞焊接過程?？諝鈿庵械牡亍⑺氐纫策M(jìn)入熔化的焊接件，這會(huì)再焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，嚴(yán)重破壞焊縫質(zhì)量跟焊后性能。為了避免這中情況發(fā)生，科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)提出了很多保護(hù)方法。例如，氣體保護(hù)電焊、渣保護(hù)焊、真空焊等。氣體保護(hù)焊就是用惰性或二氧化碳等不易于焊接材料發(fā)生反應(yīng)的氣體隔絕孔氣，以保護(hù)焊接時(shí)形成的焊縫；又如在焊接材料（焊條藥皮）中加入易于氧發(fā)生反應(yīng)的鈦鐵

24、粉進(jìn)行除氧，就可以保護(hù)焊接材料中有益元素不被氧化而進(jìn)入熔化的焊接材料，凝固后得到非常好的焊縫。 在加壓情況下，使兩被焊接件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，稱為壓焊。施加壓力而不加填充材料是各種壓焊方法的共同特點(diǎn)。由于壓焊是固態(tài)下原子結(jié)合，被焊接件沒有熔化，因而不會(huì)有有益合金元素?zé)龘p、有害元素混入焊縫的問題，這樣大大減少了焊縫的缺陷，從而提高了焊縫質(zhì)量。同時(shí)由于壓焊加熱溫度比較低、加熱時(shí)間短，所以熱影響區(qū)小。又很多用熔化焊難以焊接的材料，都可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)焊縫。 釬焊可以說是熔化焊的一種，他與熔焊的區(qū)別就是焊接時(shí)母材不熔化，而是用熔點(diǎn)比被焊接件低金屬材料作填充材料料，將他們加熱到高于焊

25、接材料熔點(diǎn)、低于被焊接件熔點(diǎn)的溫度，利用熔化的材料填充接口間隙并與被焊接件實(shí)現(xiàn)原子間的相互結(jié)合或擴(kuò)散，從而獲得焊縫的方法。 焊接接頭，應(yīng)該包括焊縫及基本金屬靠近焊縫而組織性能發(fā)生變化的區(qū)域。它在整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)中是一個(gè)關(guān)鍵性部位，其性能之優(yōu)劣直接影響整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量和使用安全性。根據(jù)加熱時(shí)金屬所處的狀態(tài)以及成分、組織和性能的變化情況，可將焊接接頭分為4個(gè)區(qū)域：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和熱應(yīng)變翠化區(qū)。焊縫是兩被焊接件被焊的接頭；在焊縫的兩側(cè)在焊接時(shí)會(huì)受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。為了提高焊接質(zhì)量，可以采取焊前可以對(duì)焊件接口處預(yù)熱、焊時(shí)保溫和焊后熱處理等措施。 焊接

26、是一個(gè)局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接時(shí)總是要產(chǎn)生焊接變形和應(yīng)力的。焊接時(shí)焊接接頭局部區(qū)域的加熱和冷卻是很不均勻的，而局部區(qū)域內(nèi)的各部分金屬又處于從液態(tài)-塑性狀態(tài)-彈性狀態(tài)的不同狀態(tài)，并隨熱源的變化而變化，這就是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。焊件中產(chǎn)生的隨時(shí)間而變化的變形和內(nèi)應(yīng)力分別稱為瞬時(shí)變形和焊接接觸瞬時(shí)應(yīng)力。焊后剩的應(yīng)力稱為焊后殘余應(yīng)力。重要產(chǎn)品(如各類大型容器)焊后都需要矯正焊接變形、消除焊接應(yīng)力。幾類焊接接頭的優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)接接頭受力均勻，焊接時(shí)容易保證質(zhì)量，因此常用于重要的構(gòu)建中。搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時(shí)常采用。

27、由于結(jié)構(gòu)上的需要，所以采用丁字接頭和角接頭。角接頭承載能力低，一般不單獨(dú)使用，只有在焊透時(shí)，或在內(nèi)外均有角焊縫時(shí)才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工機(jī)械行業(yè)一方面要推出新技術(shù)和新的焊接結(jié)構(gòu)形式來滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，另一方面又針對(duì)本身高速、高壓、高溫、低溫、腐蝕、易燃、易爆、有毒等特點(diǎn)向著高質(zhì)量、高壽命和大型化的方向發(fā)展，這種化機(jī)焊接機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)焊接技術(shù)提出了更高的要求：一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性； 另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平。推廣、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件

28、。 本次設(shè)計(jì)貨箱各個(gè)部件都是焊接而成，且為角焊。所以角焊縫必須焊透，焊縫中不得有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，焊后去焊渣，焊縫處要打磨平整。3 傳動(dòng)軸總成設(shè)計(jì)3.1 概述 萬向傳動(dòng)軸由萬向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，有時(shí)還加裝中間支承。它主要用來在工作過程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。萬向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：1)保證所連接的兩軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。2)保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。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。萬向傳動(dòng)軸在汽車上應(yīng)用比較廣泛。在發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪或全輪驅(qū)動(dòng)的汽

29、車上，由于彈性懸架的變形，變速器或分動(dòng)器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸的軸線相對(duì)位置經(jīng)常變化，所以普遍采用十字軸萬向傳動(dòng)軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，內(nèi)、外半軸之間的夾角隨行駛需要而變，這時(shí)多采用等速萬向傳動(dòng)軸。當(dāng)后驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楠?dú)立懸架時(shí)，也必須采用萬向傳動(dòng)軸。萬向節(jié)按扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，可分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動(dòng)力的，可分成不等速萬向節(jié)(如十字軸式)、準(zhǔn)等速萬向節(jié)(如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等)和等速萬向節(jié)(如球叉式、球籠式等)。撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。不等速萬向節(jié)是指萬向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)

30、動(dòng)，但平均角速度比為1的萬向節(jié)。準(zhǔn)等速萬向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于1的萬向節(jié)。輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬向節(jié)，稱之為等速萬向節(jié)。3.2 萬向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析3.2.1 十字軸萬向節(jié)典型的十字軸萬向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。目前常見的滾針軸承軸向定位方式有蓋板式(圖3.1a、b)、卡環(huán)式(圖3.1c、d)、瓦蓋固定式(圖3.1e)和塑料環(huán)定位式(圖3.1f)等。圖 3.1 滾針軸承軸向定位方式1-螺栓；2-鎖片；3-蓋板；4-萬向節(jié)叉；5-套筒；6-彈性蓋板

31、；7軸承座；8-外卡環(huán)；9-內(nèi)卡環(huán)蓋板式軸承軸向定位方式的一般結(jié)構(gòu)(圖3.1a)是用螺栓1和蓋板3將套筒5固定在萬向節(jié)叉4上，并用鎖片2將螺栓鎖緊。它工作可靠、拆裝方便，但零件數(shù)目較多。有時(shí)將彈性蓋板6點(diǎn)焊于軸承座7底部(圖3.1b)，裝配后，彈性蓋板對(duì)軸承座底部有一定的預(yù)壓力，以免高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于離心力作用，在十字軸端面與軸承座底之間出現(xiàn)間隙而引起十字軸軸向竄動(dòng)，從而避免了由于這種竄動(dòng)造成的傳動(dòng)軸動(dòng)平衡狀態(tài)的破壞。卡環(huán)式可分為外卡式(圖3.1c)和內(nèi)卡式(圖3.1d)兩種。它們具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、零件少和質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)。瓦蓋固定式結(jié)構(gòu)(圖3.1e)中的萬向節(jié)叉與十字軸軸頸配合的圓孔不是一個(gè)整

32、體，而是分成兩半用螺釘聯(lián)接起來。這種結(jié)構(gòu)具有拆裝方便、使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，但加工工藝較復(fù)雜。塑料環(huán)定位結(jié)構(gòu)(圖3.1f)是在軸承碗外圓和萬向節(jié)叉的軸承孔中部開一環(huán)形槽，當(dāng)滾針軸承動(dòng)配合裝入萬向節(jié)叉到正確位置時(shí)，將塑料經(jīng)萬向節(jié)叉上的小孔壓注到環(huán)槽中，待萬向節(jié)叉上另一與環(huán)槽垂直的小孔有塑料溢出時(shí)，表明塑料已充滿環(huán)槽。這種結(jié)構(gòu)軸向定位可靠，十字軸軸向竄動(dòng)小，但拆裝不方便。為了防止十字軸軸向竄動(dòng)和發(fā)熱，保證在任何工況下十字軸的端隙始終為零，有的結(jié)構(gòu)在十字軸軸端與軸承碗之間加裝端面止推滾針或滾柱軸承。滾針軸承的潤(rùn)滑和密封好壞直接影響著十字軸萬向節(jié)的使用壽命。毛氈油封由于漏油多，防塵、防水效果差，在加注潤(rùn)滑油

33、時(shí)，在個(gè)別滾針軸承中可能出現(xiàn)空氣阻塞而造成缺油，已不能滿足越來越高的使用要求。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的雙刃口復(fù)合油封(圖3.2a)，其中反裝的單刃口橡膠油封用作徑向密封，另一雙刃口橡膠油封用作端面密封。當(dāng)向十字軸內(nèi)腔注入潤(rùn)滑油時(shí)，陳油、磨損產(chǎn)物及多余的潤(rùn)滑油便從橡膠油封內(nèi)圓表面與十字軸軸頸接觸處溢出，不需安裝安全閥，防塵、防水效果良好。在灰塵較多的條件下使用時(shí)，萬向節(jié)壽命可顯著提高。圖42b為一轎車上采用的多刃口油封，安裝在無潤(rùn)滑油流通系統(tǒng)且一次潤(rùn)滑的萬向節(jié)上。十字軸萬向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過大，當(dāng)夾角由4°增至16°時(shí)，十字軸萬

34、向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來的14。圖 3.2 滾針軸承油封a） 雙復(fù)合刃口油封；b）多刃口油封3.2.2 準(zhǔn)等速萬向節(jié)1雙聯(lián)式萬向節(jié)雙聯(lián)式萬向節(jié)(圖3.3)是由兩個(gè)十字軸萬向節(jié)組合而成。為了保證兩萬向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。五分度桿的雙聯(lián)式萬向節(jié)，在軍用越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中用得相當(dāng)廣泛。此時(shí)采用主銷中心偏離萬向節(jié)中心103. 5mm的方法，使兩萬向節(jié)的工作轉(zhuǎn)速接近相等。該設(shè)計(jì)方案的主要優(yōu)點(diǎn)是允許輸入軸與輸出軸間的夾角較大(一般可達(dá)50°，偏心十字軸雙聯(lián)式萬向節(jié)可達(dá)60°)，軸承密封性

35、好，效率高，工作可靠，制造方便，不需要特殊的工藝設(shè)備。但這種方案外形尺寸較大，零件數(shù)目多，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。同時(shí)由于雙聯(lián)式萬向節(jié)滾針軸承的擠壓應(yīng)力受到限制，因此它傳遞的轉(zhuǎn)矩也有一定的慣性。當(dāng)應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，由于這種結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大，為使接地印跡中心偏離不大，就必須用較大的主銷內(nèi)傾角。2凸塊式萬向節(jié)對(duì)于凸塊式萬向節(jié)(圖3.4)，就運(yùn)動(dòng)副來看也是一種雙聯(lián)式萬向節(jié)。它主要由兩個(gè)萬向節(jié)叉1和4以及兩個(gè)特殊形狀的凸塊2和3組成。兩凸塊相當(dāng)于雙聯(lián)萬向節(jié)裝置中兩端帶有位于同一平面上的兩萬向節(jié)叉的中間軸及兩十字銷，因此可以保證輸入軸與輸出軸近似等速。這種結(jié)構(gòu)工作可靠，加工簡(jiǎn)單，允許的萬向節(jié)夾角較大(可達(dá)50

36、°)。但是由于工作面全為滑動(dòng)摩擦，所以效率低，摩擦表面易磨損，且對(duì)密封和潤(rùn)滑要求較高。它主要用于中型以上越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。圖 3.3 雙聯(lián)式萬向節(jié) 圖 3.4 凸塊式萬向節(jié)1- 左萬向節(jié)叉；2-左凸塊；3-右凸塊； 4-右萬向節(jié)叉3.2.3 等速萬向節(jié)1. 球叉式萬向節(jié)球叉式萬向節(jié)按其鋼球滾道形狀不同可分為圓弧槽和直槽兩種形式。圓弧槽滾道型的球叉式萬向節(jié)(圖3.5a)由兩個(gè)萬向節(jié)叉、四個(gè)傳力鋼球和一個(gè)定心鋼球組成。兩球叉上的圓弧槽中心線是以o1和o2為圓心而半徑相等的圓，o1和o2到萬向節(jié)中心o的距離相等。當(dāng)萬向節(jié)兩軸繞定心鋼球中心o轉(zhuǎn)動(dòng)任何角度時(shí)，傳力鋼球中心始終在滾道中心兩圓的

37、交點(diǎn)上，從而保證輸出軸與輸入軸等速轉(zhuǎn)動(dòng)。這種球叉式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可以在夾角不大于32°33°的條件下正常工作。由于四個(gè)鋼球在單向傳動(dòng)中只有兩個(gè)傳遞動(dòng)力，故單位壓力較大，磨損較快。另外，這種萬向節(jié)只有在傳力鋼球與滾道之間具有一定的預(yù)緊力時(shí)，才能保證等角速傳動(dòng)。預(yù)緊力用選擇不同尺寸級(jí)別的傳力鋼球來保證。在使用中，隨著磨損的增加，預(yù)緊力逐漸減小以至消失，這時(shí)兩球叉之間便發(fā)生軸向竄動(dòng)，從而破壞了傳動(dòng)的等速性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鋼球脫落。圖 3.5 球叉式萬向節(jié)a） 圓弧槽滾道型；b）直道滾道型直槽滾道型球叉式萬向節(jié)(圖 3.5b)，兩個(gè)球叉上的直槽與軸的中心線傾斜相同的角度，彼此對(duì)稱

38、。在兩球叉間的槽中裝有四個(gè)鋼球。由于兩球叉中的槽所處的位置是對(duì)稱的，這便保證了四個(gè)鋼球的中心處于兩軸夾角的平分面上。這種萬向節(jié)加工比較容易，允許的軸間夾角不超過20°，在兩叉間允許有一定量的軸間滑動(dòng)。圓弧槽型球叉式萬向節(jié)主要應(yīng)用于輕、中型越野車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中。直槽型球叉式萬向節(jié)主要應(yīng)用于斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，當(dāng)半軸擺動(dòng)時(shí)，用它可補(bǔ)償半軸的長(zhǎng)度變化而省去滑動(dòng)花鍵。圓弧槽型球叉式萬向節(jié)作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的傳力構(gòu)件時(shí)，萬向節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與車橋的軸線相重合，以避免發(fā)生萬向節(jié)的擺動(dòng)現(xiàn)象。為了不至于在萬向節(jié)轉(zhuǎn)角接近最大值時(shí)，放置傳力鋼球的主、從動(dòng)叉的交叉槽趨于平行位置導(dǎo)致鋼球無法約束而自動(dòng)散開，造成萬向節(jié)裝

39、配關(guān)系的破壞，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使兩叉的最大夾角大于車輪的最大轉(zhuǎn)角，同時(shí)萬向節(jié)中心應(yīng)位于轉(zhuǎn)向主銷軸線上。另外，應(yīng)保證在萬向節(jié)處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)，各傳力鋼球與定心鋼球之間不接觸，至少使傳力鋼球與定心鋼球在此情況下的間隙不小于5mm，且使各鋼球與萬向節(jié)軸頭均勻地預(yù)緊在一起，使得在任意方向旋轉(zhuǎn)時(shí)能通過萬向節(jié)的兩個(gè)傳力鋼球來傳遞轉(zhuǎn)矩，避免靠一個(gè)鋼球來傳遞，從而防止產(chǎn)生過載現(xiàn)象。2球籠式萬向節(jié)球籠式萬向節(jié)是目前應(yīng)用最為廣泛的等速萬向節(jié)。早期的rzeppa 型球籠式萬向節(jié)(圖3.6a)是帶分度桿的，球形殼1 的內(nèi)表面和星形套3 的球表面上各有沿圓周均勻分布的六條同心的圓弧滾道，在它們之間裝有六個(gè)傳力鋼球2，這些鋼球由

40、球籠4 保持在同一平面內(nèi)。當(dāng)萬向節(jié)兩軸之間的夾角變化時(shí)，靠比例合適的分度桿6 撥動(dòng)導(dǎo)向盤5，并帶動(dòng)球籠4 使六個(gè)鋼球2 處于軸間夾角的平分面上。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)軸間夾角較小時(shí)，分度桿是必要的；當(dāng)軸間夾角大于11°時(shí)，僅靠球形殼和星形套上的子午滾道的交叉也可將鋼球定在正確位置。這種等速萬向節(jié)無論轉(zhuǎn)動(dòng)方向如何，六個(gè)鋼球全都傳遞轉(zhuǎn)矩，可在兩軸之間的夾角達(dá)35°37°的情況下工作。目前結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、應(yīng)用較為廣泛的是birfield型球籠式萬向節(jié)(圖3.6b)。它取消了分度桿，球形殼和星形套的滾道做得不同心，令其圓心對(duì)稱地偏離萬向節(jié)中心。這樣，即使軸間夾角為0°，靠?jī)?nèi)

41、、外子午滾道的交叉也能將鋼球定在正確位置。當(dāng)軸間夾角為0時(shí)，內(nèi)、外滾道決定的鋼球中心軌跡的夾角稍大于11°，這是能可靠地確定鋼球正確位置的最小角度。滾道的橫斷面為橢圓形，接觸點(diǎn)和球心的連線與過球心的徑向線成45角，橢圓在接觸點(diǎn)處的曲率半徑選為鋼球半徑的103105倍。當(dāng)受載時(shí)，鋼球與滾道的接觸點(diǎn)實(shí)際上為橢圓形接觸區(qū)。由于工作時(shí)球的每個(gè)方向都有機(jī)會(huì)傳遞轉(zhuǎn)矩，且由于球和球籠的配合是球形的，因此對(duì)這種萬向節(jié)的潤(rùn)滑應(yīng)給予足夠的重視。潤(rùn)滑劑的使用主要取決于傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速和角度。在轉(zhuǎn)速高達(dá)1500rmin時(shí)，一般使用防銹油脂。若轉(zhuǎn)速和角度都較大時(shí)，則使用潤(rùn)滑油。比較好的方法是采用油浴和循環(huán)油潤(rùn)滑。另

42、外，萬向節(jié)的密封裝置應(yīng)保證潤(rùn)滑劑不漏出，根據(jù)傳動(dòng)角度的大小采取不同形式的密封裝置。這種萬向節(jié)允許的工作角可達(dá)42°。由于傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)六個(gè)鋼球均同時(shí)參加工作，其承載能力和耐沖擊能力強(qiáng)，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便。但是滾道的制造精度高，成本較高。伸縮型球籠式萬向節(jié)(圖3.7c)結(jié)構(gòu)與一般球籠式相近，僅僅外滾道為直槽。在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，星形套與筒形殼可以沿軸向相對(duì)移動(dòng)，故可省去其它萬向傳動(dòng)裝置中的滑動(dòng)花鍵。這不僅使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且由于軸向相對(duì)移動(dòng)是通過鋼球沿內(nèi)、外滾道滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，所以與滑動(dòng)花鍵相比，其滾動(dòng)阻力小，傳動(dòng)效率高。這種萬向節(jié)允許的工作最大夾角為20°。rzeppa型球籠式萬向節(jié)

43、以前主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中， 目前應(yīng)用較少。birfield型球籠式萬向節(jié)和伸縮型球籠式萬向節(jié)被廣泛地應(yīng)用在具有獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，在靠近轉(zhuǎn)向輪一側(cè)采用birfield型萬向節(jié)，靠近差速器一側(cè)則采用伸縮型球籠式萬向節(jié)，以補(bǔ)償由于前輪跳動(dòng)及載荷變化而引起的輪距變化。伸縮型萬向節(jié)還被廣泛地應(yīng)用到斷開式驅(qū)動(dòng)橋中。圖 3.6 球籠式萬向節(jié)a) rzeppa 型；b）birfield型；c）伸縮型1- 球形殼；2-鋼球；3-星型套；4-球籠；5-導(dǎo)向盤；6-分度桿3.2.4 撓性萬向節(jié)撓性萬向節(jié)依靠其中彈性元件的彈性變形來保證在相交兩軸間傳動(dòng)時(shí)不發(fā)生干涉。彈性元件可以是橡膠盤、·橡膠金屬套

44、筒、鉸接塊、六角環(huán)形橡膠圈等多種形狀。盤式撓性萬向節(jié)的彈性元件通常是412層的橡膠纖維或橡膠簾布片結(jié)構(gòu)，并用金屬零件加固。在撓性萬向節(jié)裝配時(shí)，通常使纖維層依次錯(cuò)開，以便于當(dāng)撓性盤變形時(shí)，保證纖維簾布層承受最小的力。六角環(huán)形橡膠撓性萬向節(jié)的橡膠與用鋼或鋁合金制成的金屬骨架硫化在一起。為了使橡膠與金屬可靠地結(jié)合，在硫化之前，骨架鍍一層黃銅覆蓋層。使用這種萬向節(jié)時(shí)，為了保證高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳動(dòng)軸總成有良好的動(dòng)平衡，常在萬向節(jié)所連接的兩軸端部設(shè)專門機(jī)構(gòu)保證對(duì)正中心。圖3.7a為具有球面對(duì)中機(jī)構(gòu)的環(huán)形撓性萬向節(jié)。這種結(jié)構(gòu)中裝有無需潤(rùn)滑的球形滑動(dòng)對(duì)中軸承，如能正確選擇軸承配合，可使其內(nèi)部在裝配后具有適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力

45、。為使萬向節(jié)有必要的壽命，總是設(shè)法使其軸向位移引起的軸向力、側(cè)向位移引起的側(cè)向力和萬向節(jié)工作角引起的力矩盡可能小，使撓性萬向節(jié)主要傳遞工作轉(zhuǎn)矩。有的結(jié)構(gòu)允許有一定的軸向變形(圖3.7b)。當(dāng)這種環(huán)形撓性萬向節(jié)的軸向變形量滿足使用要求時(shí)，可省去伸縮花健。撓性萬向節(jié)能減小傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、動(dòng)載荷和噪聲，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用中不需潤(rùn)滑，大多數(shù)用于兩軸間夾角很小(一般為3°5°)和軸向位移不大的萬向傳動(dòng)場(chǎng)合。為了使萬向節(jié)有必要的使用壽命，總是設(shè)法使其軸向位移引起的軸向力、側(cè)向位移引起的側(cè)向力和萬向節(jié)工作角引起的力矩盡可能小，使撓性萬向節(jié)主要傳遞工作轉(zhuǎn)矩。圖 3.7 環(huán)形繞性萬向節(jié)a）具有

46、球面對(duì)中機(jī)構(gòu)；b）具有軸向變形3.3 萬向傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和受力分析3.3.1 單十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)單個(gè)十字軸萬向節(jié)不是等速萬向節(jié)，在兩軸夾角不為零的情況下，不能傳遞等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使主、從動(dòng)軸的角速度周期性地不等。當(dāng)兩軸存在一定夾角 時(shí)，主動(dòng)軸的角速度與從動(dòng)軸的角速度之間存在如下關(guān)系：式中，1為主動(dòng)軸轉(zhuǎn)角，定義為萬向節(jié)主動(dòng)叉所在平面與萬向節(jié)主、從動(dòng)軸所在平面的夾角。由于cos是周期為2 的周期函數(shù)，所以21，也為同周期的周期函數(shù)。當(dāng)1為0、時(shí)，2達(dá)最大值2max。且為1cos； 當(dāng)1為2、32時(shí)， 2有最小值2min。且為1 cos。所以，單個(gè)十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性是指主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)是等角速度，而從動(dòng)

47、軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)快時(shí)慢。 十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性可用轉(zhuǎn)速不均勻系數(shù)k 來表示如不計(jì)萬向節(jié)的摩擦損失，主動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩t1和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩t2與各自相應(yīng)的角速度有關(guān)系式t11= t22，這樣有顯然，當(dāng)21最小時(shí)，從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為最大t2max=t1cos；當(dāng)21最大時(shí)，從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩為最小t2min=t1cos。當(dāng)tl與一定時(shí)，t2在其最大值與最小值之間每一轉(zhuǎn)變化兩次；具有夾角 的十字軸萬向節(jié)，僅在主動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和從動(dòng)軸反轉(zhuǎn)矩的作用下是不能平衡的。這是因?yàn)檫@兩個(gè)轉(zhuǎn)矩作用在不同的平面內(nèi)，在不計(jì)萬向節(jié)慣性力矩時(shí)，它們的矢量互成一角度而不能自行封閉，此時(shí)在萬向節(jié)上必然還作用有另外的力偶矩。從萬向節(jié)叉與十字軸之間的約

48、束關(guān)系分析可知，主動(dòng)叉對(duì)十字軸的作用力偶矩，除主動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩tl之外，還有作用在主動(dòng)叉平面的彎曲力偶矩tl。同理，從動(dòng)叉對(duì)十字軸也作用有從動(dòng)軸反轉(zhuǎn)矩t2和作用在從動(dòng)叉平面的彎曲力偶矩t2。在這四個(gè)力矩作用下，使十字軸萬向節(jié)得以平衡。下面僅討論主動(dòng)叉在兩特殊位置時(shí)，附加彎曲力偶矩的大小及變化特點(diǎn)。當(dāng)主動(dòng)叉l 處于0 和 位置時(shí)(圖3.8a)， 由于tl 作用在十字軸平面，tl必為零；而t2 的作用平面與十字軸不共平面，必有t2 存在，且矢量t2 垂直于矢量t2；合矢量t2+ t2 指向十字軸平面的法線方向，與tl 大小相等、方向相反。這樣，從動(dòng)叉上的附加彎矩t2= tl sina。當(dāng)主動(dòng)叉l 處

49、于2和32位置時(shí)(圖3.8b)，同理可知t2 =0，主動(dòng)叉上的附加彎矩tl= tl tana。圖 3.8 十字軸萬向節(jié)的力偶矩分析可知，附加彎矩的大小是在零與上述兩最大值之間變化，其變化周期為 ，即每一轉(zhuǎn)變化兩次。附加彎矩可引起與萬向節(jié)相連零部件的彎曲振動(dòng)，可在萬向節(jié)主、從動(dòng)軸支承上引起周期性變化的徑向載荷，從而激起支承處的振動(dòng)。因此，為了控制附加彎矩，應(yīng)避免兩軸之間的夾角過大。3.3.2 雙十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)由單十字萬向節(jié)輸入軸與輸出軸轉(zhuǎn)速關(guān)系可以看出，當(dāng)輸入軸與輸出軸之間有一定夾角時(shí)，單十字萬向節(jié)的兩軸是不等速旋轉(zhuǎn)的，這樣給汽車傳動(dòng)帶來了很大的麻煩，為了實(shí)現(xiàn)等速傳動(dòng)，汽車傳動(dòng)系中常采用雙萬向

50、節(jié)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方案(圖3.9)，圖中a)、c）共同特點(diǎn)是：兩萬向節(jié)叉應(yīng)布置在同一平面內(nèi)，且使兩萬向節(jié)夾角1 與2相等。在雙萬向節(jié)傳動(dòng)中，直接與輸入軸和輸出軸相連的萬向節(jié)叉所受的附加彎矩分別由相應(yīng)軸的支承反力平衡。當(dāng)輸入軸與輸出軸平行時(shí)(圖3.9a)，直接連接傳動(dòng)軸的兩萬向節(jié)叉所受的附加彎矩彼此平衡，傳動(dòng)軸發(fā)生如圖3.9b中雙點(diǎn)劃線所示的彈性彎曲，從而引起傳動(dòng)軸的彎曲振動(dòng)。當(dāng)輸入軸與輸出軸相交時(shí)(圖3.9c)，傳動(dòng)軸兩端萬向節(jié)叉上所受的附加彎矩方向相同，不能彼此平衡，傳動(dòng)軸發(fā)生如圖3.9d中雙點(diǎn)劃線所示的彈性彎曲，從而對(duì)兩端的十字軸產(chǎn)生大小相等、方向相反的徑向力。此徑向力作用在滾針軸承碗的底部，并

51、在輸入軸與輸出軸的支承上引起反力。圖 3.9 附加彎矩對(duì)傳動(dòng)軸的作用3.3.3 等速萬向節(jié)傳動(dòng)在此僅分析目前在轎車上廣泛采用的birfield型球籠式等速萬向節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況。其等速傳動(dòng)原理如圖3.6b所示，球形殼的內(nèi)表面有六條凹槽，形成外滾道；星形套外表面有相應(yīng)的六條凹槽，形成內(nèi)滾道。外滾道中心a 與內(nèi)滾道中心b 分別位于萬向節(jié)中心o 的兩邊，且oa=ob 。另外，鋼球中心c 到a、b 兩點(diǎn)的距離也相等，保持架的內(nèi)、外球面也以萬向節(jié)中心為球心，這樣coa=cob ，即兩軸相交任意交角 時(shí)，傳力鋼球都位于交角平分面上。此時(shí)鋼球中心到主、從動(dòng)軸的距離 相等，從而保證了從動(dòng)軸與主動(dòng)軸以相等的角速度旋轉(zhuǎn)

52、。本次設(shè)計(jì)的貨車屬于輕型，且多用于農(nóng)村，結(jié)合在工廠看到的實(shí)物汽車，萬向節(jié)選雙十字軸萬向節(jié)。3.4 萬向節(jié)設(shè)計(jì)3.4.1 萬向傳動(dòng)的計(jì)算載荷萬向傳動(dòng)軸因布置位置不同，計(jì)算載荷是不同的。計(jì)算載荷的計(jì)算方法主要有三種，見表3.1。表 3.1 萬向傳動(dòng)軸計(jì)算載荷 （n·m） 位置設(shè)計(jì)方法用于變速器與驅(qū)動(dòng)橋用于轉(zhuǎn)向器驅(qū)動(dòng)橋中 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一檔傳動(dòng)比來確定按驅(qū)動(dòng)輪打滑來確定 按日常平均使用轉(zhuǎn)矩來確定表3.1各式中，temax 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；n 為計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，取法見表3.1；i1為變速器一擋傳動(dòng)比； 為發(fā)動(dòng)機(jī)到萬向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率；k 為液力變矩器變矩系數(shù)，k=(ko1)2十1，k

53、o 為最大變矩系數(shù)；g2為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷(n)；m2為汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m2=1214，貨車：m2=1112； 為輪胎與路面間的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良好的混凝土或?yàn)r青路面上， 可取085，對(duì)于安裝防側(cè)滑輪胎的轎車， 可取125，對(duì)于越野車， 值變化較大，一般取1；rr為車輪滾動(dòng)半徑(m)；i。為主減速器傳動(dòng)化；im 為主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比；m為主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率；g1 為滿載狀態(tài)下轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷(n)；m1 為汽車最大加速度時(shí)的前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m1 =080085，貨車：m1 =0750

54、90；f1 為日常汽車行駛平均牽引力(n)；if 為分動(dòng)器傳動(dòng)比，取法見表3.2：kd 為猛接離介器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，對(duì)于液力自動(dòng)變速器，kd=1 對(duì)于具有手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器的高性能賽車，kd= 3，對(duì)于性能系數(shù)fi=0 的汽車(一般貨車、礦用汽車和越野車)，kd=1，對(duì)于fi>0 的汽車，kd=2 或由經(jīng)驗(yàn)選定。性能系數(shù)由下式計(jì)算 當(dāng)時(shí)0 當(dāng)時(shí)式中，ma為汽車滿載質(zhì)量(若有掛車，則要加上掛車質(zhì)量)(kg)。表 3.2 n與選取表對(duì)萬向傳動(dòng)軸進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，計(jì)算載荷ts 取tsel 和tssl 的最小值，或取tse2和tse2的最小值，即ts =mintsel，tssl或ts = m

55、intse2，tse2，安全系數(shù)一般取2.5530。當(dāng)對(duì)萬向傳動(dòng)軸進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算時(shí)，計(jì)算載荷ts 取tsfl或tsf2。本次傳動(dòng)軸的萬向節(jié)計(jì)算載荷按最大使用扭矩計(jì)算式中：動(dòng)載系數(shù)=1，超載系數(shù)k=1，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩=180.2，=6.75，=1，=5.625，傳動(dòng)效率為0.95.所以 n·m3.4.2 十字軸萬向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)十字軸萬向節(jié)的設(shè)計(jì)主要包括對(duì)十字軸、萬向節(jié)、凸緣、十字軸軸承和緊固件等零件的分析計(jì)算。其一般過程是，對(duì)各零件的主要失效形式進(jìn)行分析并制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，然后根據(jù)相應(yīng)的準(zhǔn)則對(duì)零部件的主要結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算、校核。十字軸作為傳動(dòng)部件，必須得保證其強(qiáng)度合理，所以，對(duì)傳動(dòng)軸上部件進(jìn)行強(qiáng)度校核非常重要。十字軸萬向節(jié)的損壞形式主要有十字軸軸頸和滾針軸承的磨損，十字軸軸頸和滾針軸承碗工作表面出現(xiàn)壓痕和剝落。一般情況下，當(dāng)磨損或壓痕超過015mm時(shí)，十字軸萬向節(jié)便應(yīng)報(bào)廢。十字軸的主要失效形式是軸頸根部處的斷裂，所