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萬向節(jié)傳動軸的設(shè)計論文

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更新時間：2015-05-09
發(fā) 布人： 211018991

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摘要：采用優(yōu)化設(shè)計方法及可靠性分析方法進行萬向傳動軸的設(shè)計。針對傳動系的傳動性能進行傳動軸選用與布局設(shè)置，以減少附加負荷，通過對兩軸之間的夾角的優(yōu)化和對中間支承剛度的選取以優(yōu)化結(jié)構(gòu)的布局及減小支承剛度，增加傳動軸的傳動效率，減小能量的損耗。基于傳動軸的強度及扭轉(zhuǎn)剛度可靠性分析, 以可靠度要求作為約束條件, 建立傳動軸的可靠性優(yōu)化設(shè)計模型。
關(guān)鍵詞：萬向節(jié)；傳動軸；可靠性分析；優(yōu)化設(shè)計
引言
萬向節(jié)傳動軸是傳動系統(tǒng)的重要組成部分之一。傳動軸選用與設(shè)計布置的合理與否直接影響到傳動系的傳動性能。選用和布置不當(dāng)會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加動負荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)和過早的損壞。因而為使傳動系能良好地發(fā)揮其應(yīng)有的性能和正常運轉(zhuǎn)，設(shè)計傳動軸的布局以研究其性能的影響，是提高傳動效率和壽命的研究方向。
1 萬向傳動軸的介紹
萬向傳動軸主要是由萬向節(jié)、傳動軸和中間支承組成。其主要用于工作過程中相對位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩。例如萬向傳動軸在汽車底盤的的應(yīng)用如圖1。
而伴隨著傳動技術(shù)的發(fā)展，為滿足不同工況的需求形成了各種萬向節(jié)，萬向節(jié)可以分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)：剛性萬向節(jié)可分為不等速萬向節(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力的，具有緩沖減振作用。目前，十字軸式剛性萬向節(jié)傳動軸在汽車傳動系中用得最廣泛。變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸之間普遍采用十字軸萬向傳動軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，多采用等速萬向傳動軸。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立的彈性，采用撓性萬向傳動軸。
對于萬向傳動軸設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求：
1.保證所需要連接的兩根軸相對位置在預(yù)定的范圍內(nèi)變動時，能夠可靠地傳遞動力距。
2.保證所需要連接兩軸盡可能等速運轉(zhuǎn)。
3.由萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動和噪聲應(yīng)都應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。
4.盡量達到傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，維修容易等要求。
當(dāng)傳動軸長度超過1.5m時，為了提高傳動效率以及總布置上的考慮，一般常將傳動軸斷開成兩根或三根，萬向節(jié)用三個或四個，而在中間傳動軸上加設(shè)中間支承。 ...

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