萬向節(jié)傳動(dòng)及效率

1、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41。表41萬向傳動(dòng)軸計(jì)算載荷（Nm）位置計(jì)算方法用于變速器與驅(qū)動(dòng)橋之間用于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和一擋傳動(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41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42;i偽變 速器一擋傳動(dòng)比；n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,ko為最大變矩系數(shù)；Q為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷（N）；mf為汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m?z=.21.4,貨車：02=11.2

2、；0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，0可取085,對(duì)于安裝防側(cè)滑輪胎的轎車，0可取1.25，對(duì)于越野車，0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；nm為主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率；G為滿載狀態(tài)下轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷（N）；mT為汽車最大加速度時(shí)的前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m=. 800.85,貨車：mT = 750.90；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42：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

3、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fi0的汽車，kd=2或由經(jīng)驗(yàn)選定。性能系數(shù)由下式計(jì)算2當(dāng)0.195mag_16時(shí)Te max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42 n與if選取表車型高擋傳動(dòng)比ifg與低擋傳動(dòng)比ifd關(guān)系ifn4 X 4ifg ifd/2ifg1ifg ifd/3ifg2ifg/2 ifd/3ifd3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Tsei和Tssi的最小值，或取Tse?和Tse2的最小值，即TS=minTsei,Tssi或TS= minTse2,T

4、se2,安全系數(shù)一般取2.53.0。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TSFI或TSF2。二、十字軸萬向節(jié)設(shè)計(jì)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0.15mr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，所以在設(shè)計(jì)十字軸萬向節(jié)時(shí)，應(yīng)保證十字軸軸頸有足夠的抗彎強(qiáng)度。設(shè)各滾針對(duì)十字軸軸頸作用力的合力為F(圖411)，則TSFS(46)2r cos:式中，TS為萬向傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，TS= min Tse,Tssmi n;r為合力F作用線到十字軸1100(160.195mag

5、Te max當(dāng)0.1959 16時(shí)Temax3中心之間的距離；a為萬向傳動(dòng)的最大夾角。十字軸軸頸根部的彎曲應(yīng)力aw應(yīng)滿足4式中，T為切應(yīng)力T許用值，為80120MPa滾針軸承中的滾針直徑一般不小于1.6mm以免壓碎，而且差別要小，否則會(huì)加重載荷在滾針間分配的不均勻性，一般控制在0.003mn以內(nèi)。滾針軸承徑向間隙過大時(shí)，承受載荷的滾針數(shù)減少，有出現(xiàn)滾針卡住的可能性； 而間隙過小時(shí)，有可能出現(xiàn)受熱卡住或因臟物阻 滯卡住，合適的間隙為0.0090.095mm滾針軸承的周向總間隙以0.080.30mr為好。滾針的長(zhǎng)度一般不超過軸頸的長(zhǎng)度，使其既有較高的承載能力，又不致因滾針過長(zhǎng)發(fā)生歪斜滾針軸承的接觸

6、應(yīng)力為最大載荷（N），由式（410）確定式中，i為滾針列數(shù)；z為每列中的滾針數(shù)。度校核。32diFs二(d14d;廠 Z(47)式中，d1為十字軸軸頸直徑；d2為十字軸油道孔直徑;s為合力F作用線到軸頸根部的距離；如為彎曲應(yīng)力許用值，為250350MPS。十字軸軸頸的切應(yīng)力T應(yīng)滿足4F二(djd；)(48)而造成應(yīng)力集中。滾針在軸向的游隙一般不應(yīng)超過0.20.4mmFnLb(49)式中，n為滾針直徑（mm）;Lb為滾針工作長(zhǎng)度(mm);Fn為在合力F作用下一個(gè)滾針?biāo)艿?.6Fiz(410)當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在58HRC以上時(shí),許用接觸應(yīng)力為30003200MPa萬向節(jié)叉與十字軸組成連

7、接支承。在萬向節(jié)工作過程中產(chǎn)生支承反力，叉體受到彎曲和剪切，一般在與十字軸軸孔中心線成45的某一截面上的應(yīng)力最大,所以也應(yīng)對(duì)此處進(jìn)行強(qiáng)5按下式計(jì)算o可一彳蟲2:式中n為十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)效率；f為軸頸與萬向節(jié)叉的摩擦因數(shù), 滑動(dòng)軸承：f=0.150.20,滾針軸承：f=0.050.10;其它符號(hào) 意義同前。通常情況下，十字軸萬向節(jié)傳動(dòng)效率約為9799。十字軸常用材料為20CrMnTi、20Cr、20MnVB?低碳合金鋼，軸頸表面進(jìn)行滲碳淬火處理， 滲碳層深度為0.81.2mm表面硬度為5864HRC軸頸端面硬度不低于55HRC芯部硬度 為3348HRC萬向節(jié)叉一般采用40或45中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為1833HRC滾針軸承碗