奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南
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汽车工程研究院
目录1简要说明
1.1万向节和传动轴综述
1.2万向的类型及适用范围
1.3结构图
1.4工作原理
2设计构想
2.1设计原则和开发流程
2.2基本的设计参数
2.2.1传动轴的布置要点
2.2.2关键性能尺寸的确定
2.2.3粗糙度和形位公差的确定
2.2.4零件号要求
2.2.5传动轴的主要结构参数与计算
2.3环境条件、材料、热处理及加工要求
3台架试验
3.1十字轴式万向节传动轴台架试验
3.2等速万向节传动轴台架实验
4图纸模式
4.1尺寸公差
4.2文字说明
1、简要说明
1.1万向节和传动轴综述
汽车上的万向节传动常由万向节和传动轴组成，主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传替动力。万向节传动应保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动，能可靠的传替动力；保证所连接两轴尽可能同步（等速）运转；允许相邻两轴存在一定角度；允许存在一定轴向移动。
1.2万向的类型及适用范围
万向节按其在扭转方向上是否由明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的十字轴式），准等速万向节（双联式、三销轴式等）和等速万向节（球叉式、球笼式等）。等速万向节，英文名称Constant Velocity Universal Joint，简称等速节（CVJ）。
CVJ的种类如下:
在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器（或分动器）输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动。在转向驱动桥中，由于驱动轮又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这时多采用球叉式和球笼式等速万向节传动。当后驱动桥为独立悬架结构时，也必须采用万向节传动。万向传动装置除用于汽车的传动系外，还可用于动力输出装置和转向操纵机构。
1.3结构图
1.3.1十字轴式刚性万向节,如图所示：
1.3.2球笼式等速万向节,如图所示：1.3.3伸缩型球笼式万向节：
1.3.4 一般的Drive Shaft主要构成零件以及机能【构成零件及其机能】
BJ Assy：允许夹角很大的等速的固定式ＣＶＪ
TJ Assy：等速的Joint中心可以Slide的ＣＶＪ
Intermediate shaft：从TJ Assy到BJ Assy方向传动驱动力。Damper：减小由于Intermediate Shaft的弯曲共振产生的振动噪音。
Boot(BJ)：满足BJ Assy夹角较大时的回转，且保持BJ润滑用Grease。Boot(TJ)：满足TJ Assy回转及Joint中心的Slide，且保持BJ润滑用GreaseBoot Clamp：把Boot 固定在Joint及Shaft上Circular Clip：把TJ Assy固定在Differential侧
1.3.5 Front Drive Shaft的支撑方法
Drive Shaft的支撑方法，在BJ侧，Ｗheel Bearing以及Hub压入到Knuckle的Axle Housing内，然后将Drive Shaft的ＢＪ侧的Spline插入到Hub中用Nut固定。在DOJ 或者 TJ侧，将DOJ 或 TJ的 Spline的前端插入到Differential侧的Gear内，然后用
Circular Clip固定。
1.4工作原理
传统的Universal Joint，Yoke和Yoke之间通过十字形的Joint连接，可以传递不同角度方向上的回转运动。图示的输入轴＝ａ轴在A平面上作旋转运动。输出轴＝ｂ轴在B 平面上作旋转运动。a轴和b轴在同一条直线上时，a轴和b轴的转速相同。a轴和b轴之间有一定的角度旋转时，ａ轴从Ｖ旋转到Ｗ位置（４５°）时，b轴从Ｖ旋转到Ｗ′位置（小于４５°＝移动的距离减小）。
a轴和b轴之间有一定的角度旋转时，ａ轴从Ｗ旋转到X位置（４５°）时，b轴从W′旋转到X′位置（大于４５°＝移动的距离增大）。
十字轴式刚性万向节：单个十字轴万向节在有夹角时传动具有不等速性；实现两轴间的等角速传动须满足以下两个条件：①第一万向节两轴间夹角α1与第二万向节两轴间夹角α2相等；②第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉处于同一平面内。
Joint夹角大的ＦＦ车的Drive Shaft使用Universal Joint时，回转不圆滑，振动噪音大，操舵感觉不好。所以Joint需要使用CVJ(Constant Velocity Joint)。ＣＶＪ（Birfield Joint、Rzeppa Joint、Double Offset Joint、Tripod Joint）与Joint夹角没有关系，它位于传动钢球的中心随时发生变化的输入轴和输出轴的二等分面上，因此，2轴的中心到中心的距离（旋转运动的传动半径）相同，2轴的回转速度相同。
2、设计构想
2.1设计原则和开发流程
对于转向驱动桥,前轮既是转向轮又是驱动轮,作为转向轮,要求它能在最大转角范围内任意偏转到某一角度;作为驱动轮,则要求半轴在车轮偏转过程中不间断地把动力从差速器传到车轮。因此转向驱动桥的半轴不能制成整体而要分段,中间用万向节连接,以适应汽车行驶时半轴各段的交角不断变化的需要。若采用独立悬架,则在靠近差速器处也需要有万向节;若采用非独立悬架,只需要在转向轮附近装一个万向节。
传动轴设计开发流程见下图：
2.2 基本的设计参数
2.2.1传动轴的布置要点
在结构上，由于悬挂系统的上下运动，使万向节的角度变化，同时从Differential 到Ｗheel 的长度，即传动轴的长度发生变化。ｒ2 ＞ｒ1。为了对应 Shaft的长度的变化，、固定式的ＣＶＪ的Birfield Joint（ＢＪ）或者 Rzeppa Joint(ＲＪ）等在轴向方向要有可以滑动的 Double Offset Joint (ＤＯＪ)或者Tripod Joint（ＴＪ）。通常ＦＦ车，车轮侧使用固定式的Joint，Differential侧使用Slide式的Joint。
下面以我公司A15CVT的传动轴布置为例。
/*
A15＋CVT传动轴的布置
一、右传动轴长度
右传动轴移动节中心坐标为（-49.24,294.54,25.05）。
根据移矩-摆角图，从上表可以定出右传动轴移动节中心到固定节中心长度为360mm。
二、左传动轴长度
左传动轴移动节中心坐标为（-57.03,-295.85,26.35）
根据移矩-摆角图，从上表可以定出左传动轴固定节中心到移动节中心长度为360mm。
*/
2.2.2关键性能尺寸的确定
传动轴中心距由传动轴总布置确定。确定方法见传动轴布置要点。固定节、移动节的装配尺寸根据接口(轮毂、半轴齿轮等)尺寸、结构确定，主要结构参数参见 2.2.5 传动轴的主要结构与计算。
2.2.3粗糙度和形位公差的确定
移动节轴颈与变速箱油封配合处，为保证油封的密封效果，轴颈处粗糙度一般选0.8或0.63。移动节、固定节轴承配合端面垂直度取0.05。形状和位置公差GB/T1182-ISO1302。表面粗糙度符号按GB/T131-ISO1302。形状和位置的未注公差按GB/T1184-k,线性尺寸的未注公差按GB/T1804-m,角度的未注公差按GB/T11335-m。
2.2.4零件号要求
传动轴组号为22。前传动轴分组号2201。中间传动轴分组号2202。后传动轴组号2203。
2.2.5传动轴的主要结构参数与计算
a) 关于ＣＶＪ的主要尺寸表示CVJ强度区分的Size表示法和Layout设计时重要的CVJ尺寸（下图：D1～D3 L1～L3）,根据各个Vendor不同而不同。在研究Drive shaft 的强度及Layout实施前，首先要与委托生产Drive shaft的Vendor联系，确认Drive shaft 的允许强度及主要尺寸。（下图：D1～D3，L1～L3）这对提高设计效率非常重要。
理由如下：
?扭转强度及耐久寿命由各Vendor的CVJ的具体设计规格决定。
?各Vendor把Drive shaft的主要尺寸都标准化（下图：D1～D3，L1～L3），这样可以达到缩短 Drive shaft的开发期间及降低成本。
b)ＣＶＪ的静扭转强度
根据从Vendor得到的各Size的允许强度和下表计算得出的CVJ的输入扭矩，选定CVJ的SIZE.另外也要考虑2-1-3项中的CVJ的耐久寿命。
c)Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测
关于Ｗheel侧CVJ的耐久寿命的预测，为了提高精度，应该包括实车的操舵频度在内，研究CVJ的寿命，设定CVJ的Size。【CVJ寿命研讨概要】
（１）FF车（Front Engine & Front Drive ）的Drive Shaft，在Ｗheel侧使用BJ,在Differentia侧使用TJ或者DOJ、一般情况下，组合使用同Size的CVJ。一般情况下，代表等速Joint 自身的强度?耐久性的指标用Size来表示。同Size的CVJ、设定时Ｗheel侧BJ的载荷容量要比Differential侧TJ的载荷容量大。＜参考例：NTN 会社＞
BJ82: T100＝245Nm
DOJ82: T100＝230Nm
T100 的基本Torque ：CVJ夹角θ＝3°
N＝100rpm时，寿命时间为1500hr,对应的Torque可以查图表得到(２)CVJ的耐久性主要是由Torque(T)、转速(N)、夹角(θ)决定，同时还受温度（润滑）的影响。
（3）实车的CVJ的损坏一般是由于应该设有载荷余量的BJ侧的Flaking?Pitching等的CVJ的耐久性不足引起的。推测原因主要是Ｗheel側的BJ在操舵时，一时使用大夹角而导致CVJ的损坏。（4）把实车的操舵频度列入到寿命计算的输入项目中，计算BJ 的损坏值，选定BJ的最佳Size。①BJ损伤值计算：参考Birfild会社的CVJ寿命计算方式。②操舵频度：25°～40°的操舵频度使用一般车在Cross-country路面行驶时的数据5倍以上的数据。③BJ温度预测：根据下记F值及实车温度实际测量Date进行预测。F ＝(T*D*θ*N＾0.577)／(T100 *AX)
【计算理论】
（１）Birfild会社的CVJ寿命计算方式（Ball轨道面产生Pitching摩擦为止的寿命）?ＮＸ＜1000rpm时Ｌ＝21,400＊（Ｔ１００３＊ＡＸ３／ＴＸ３＊ＮＸ＾０．５７７）（hour）
?ＮＸ＞1000rpm时Ｌ＝396,580＊（Ｔ１００＾３＊ＡＸ＾３／ＴＸ＾３＊ＮＸ）
（hour）在此Ｔ１００＾：基本Torque
ＡＸ：角度系数ＢＪ：ＡＸ＝（１－Sin Θ）＊Cos Θ＾２
ＤＯＪ可以查表ＴＸ：CVJ的载荷Torque
ＮＸ：CVJ的转速
（２）ＢＪ温度预测法根据下记Ｆ值及温度实际测量数据预测。Ｆ＝（Ｔ＊Ｄ＊Θ＊Ｎ＾0.577）／（Ｔ１００＊ＡX）
Ｄ：ＣＶＪ的Pitch Circle Diameter
（３）线形累积损伤值（Miner值）
CVJ在某一期间内按下表的频度使用时，给定Torque（Tn)、转速(Nn)、夹角(θn）时，这一载荷条件下的寿命Ｌn可以通过Birfild会社的计算公式求出来。因此，由损伤值Dn 的给定公式「Ｄn＝Ｈn／Ｌn 」可知，全寿命时间Ln中，只有在运转时间Ｈn内，才会产生寿命的消耗。从No.1到No.n 的损伤为线形累积，损伤值的合计为：Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２＋------＋Ｄｎ＝∑Ｈi／Ｌi通常当这一累积损伤值达到「Ｄ＝１」时，CVJ就会发生「Pitching 」，达到寿命期限。
以奇瑞公司S21项目传动轴万向节的选型和寿命计算为例：
/*
S21车型驱动轴万向节的选型和寿命计算一、基本参数
1．发动机相关参数（静功率测试状态）
最大功率：65kw/6000rpm
最大扭矩：118N·m/4500rpm
断油点：7000rpm
2．变速器的相关参数
3．车轮相关参数
采用175/60 R14轮胎Rr＝0.275m
4．整车相关参数
5．驱动轴角度及TJ端运动距离参数
以满载与空载的均值作为工况点
驱动轴角度系数Ax=cos2β×（1-sinβ）
6．计算寿命目标值：100000km
二、分析计算
1、假定参数：1）φ＝1.0，振动系数Ks＝1.2，承载系数kt＝1.33
2）汽车以μ＝1，Ks＝1.2时最大扭矩起步，以发动机最大扭矩的2/3驱动
且各档匀速，各档利用率分别为：Ⅰ：1％Ⅱ：5％Ⅲ：27％Ⅳ：
40％Ⅴ：27％。
2、起步扭矩和附着扭矩计算应力，并以两者中较小值选取CVJ尺寸
M N—传动轴的额定扭矩；M B—静态失效扭矩；M d—动态额定扭矩；
起步转矩：M A=1/2 × K S × Mmax
M A＝1/2 ×1.2× 118 × 13.679=968.47（N·m）(2轮驱动)
附着转矩：M H=1/2 × K S× G × B/(L+μ×h) ×Rr
M H =1/2 × 1.2× 1375 × 9.8× 1.2/(2.34+1×0.572) × 0.275=920.02（N·m）
M N依取920.02 N·m适取球笼式万向节的系列规格
以GKN形式为Base β=0 /10°β=0°时的静态失效扭矩β=0 /10°
TJ取 GI型580 M N=1040 N·m M B=1900 N·m M d=220 N·m BJ 取 AC 75 M N=944 N·m M d=178 N·m
3、校核使用寿命
TJ端
Mx=1/2 × 2/3 × Mm × ix
当nx＜1000rpm 时 Lhx=25339/n x× (A X M d/M X)3
当nx＞1000rpm 时 Lhx=470756/n x× (A X M d/M X)3
1/Ln=0.01/40.75+0.05/161.57+0.27/340.26+0.40/613.99+0.27/1136.29
Ln=446.93（h）
v m=0.01×34.11+0.05×60.22+0.27×81.89+0.4×104.65+0.27×142.37=105.76（km/h）Ls=Ln × Vm=47268.84
再取ETJ79（广州NTN裕隆公司生产的）Mn=1520 N·m Md≈317（N·m）
由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)3
Ls2=(317/220)3×47268.84=141411（km），满足使用的强度及耐久性要求。
BJ端
1/Lh=0.01/22.02+0.05/87.30+0.27/183.85+0. 40/331.75+0.27/613.96
Lh=241.486（h）
Ls=Lh×Vm=25540.28（km）
再取BJ82（广州NTN裕隆公司生产的） Mn=1790 N·m， Md≈340N·m
由 Ls1/Ls2=(Md2/Md1)3
Ls2=(340/178)3×25540.28=177993（km），满足使用的强度及耐久性要求。
三、选取传动轴的结构形式
1.按照分析计算的结果，S21车型的驱动轴为广州NTN裕隆公司生产的BJ82+ETJ79型驱动轴。
*/
d) 球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择
以S11+DA465传动轴(S11-2203010/20GB)球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择为例：
/*
S11+DA465传动轴球笼式等速万向节花键轴直径的计算和钢球直径的选择一、发动机及变速箱参数
发动机
型号：LJ465Q-1ANE1
额定功率：38.5KW/5200RPM
最大扭矩：83N.m/3000-3500RPM
二、设计计算 发动机输出最大扭矩:
max 0max i i T M ??=
对于这种变速箱有：
m N M ?=??=53.1390818.3388.483max
如上图所示对于花键轴部分S 有
)(00872
.03'
max
mm S M S F ?=
其中'
max M 为车轮打滑扭矩(kgf.m)
F S 为使用因素，考虑几种不便于精确计算的变量对万向节寿命的影响因素。
使用因素与安全系数相似。对使用扭矩而言，它的值越大，允许负荷就越小。 使用因素推荐如下，
理想传动——无振动 F S ＝１
轻微振动 F S ＝１.２~１.５ 中等振动 F S ＝１.７~２.０
在这里考虑到'
m a x M 为车轮打滑扭矩，而m a x M 为发动机输出的最大扭矩，
≤'
m a x M m a x
M ，所以他们之间就已经存在一点安全系数了。 对'
max M ＝2/max M ＝695.27N.m ＝70.95Kgf.m
取F 为1有)(00872
.01
95.703
mm S ?=＝20.1mm
然后根据S 的值查表可得钢球的直径 D=15.1mm
*/
e).十字轴万向节强度校核
在设计十字轴万向节时，应保证十字轴颈有足够的抗弯强度。设诸滚针对十字轴颈作用力的合力为F ，则： α
cos 2r T
F =
式中T —传动轴计算扭矩，取按两种情况计算的转矩（按发动机最大扭矩、变速器一档和按满载驱动轮附着系数为0.8计算）的较小者；
r —合力作用线与十字轴中心间的距离； α—万向节的最大夹角； 十字轴颈根部的弯曲应力为：
)
(324
2411d d Fs
d -=
πσ 式中d 1—十字轴轴颈直径；
d 2 —十字轴油道孔直径； s — 力作用点到轴颈根部的距离。 弯曲应力应不大于250~350N/mm 2
。 十字轴轴颈的剪应力：
)
(44241d d F
-=
πτ
剪应力应不大于80~120N/mm 2
。 滚针轴承的接触应力：
L
F d d n
j )
11(
2721+=σ 式中d —滚针直径，[d]为mm ；
L —滚针工作长度，[L]为mm; d 1—如前所述，[d 1]为mm ；
F n —在力F 作用下一个滚针所受的最大载荷，[F n ]为N
iZ
F
F n 6.4=
式中 i —滚针列数；
Z —每列中的滚针数。
当滚针和十字轴轴颈表面硬度在HRC58以上时，许用接触应力为3000~3200N/mm 2
。 f)传动轴临界转速的计算
在选择传动轴长度和断面尺寸时，应考虑使传动轴有足够高的临界转速。假设传动轴断面为均匀一致、两端自由支承的弹性梁，由机械振动理论可知，对应其弯曲振动的一阶固有频率的临界转速为： 2
2
28
10
2.1L
d D n K +?= 式中n k —临界转速，[n K ]为r/min ；
L —传动轴长度，即两万向节中心之间的距离，[L]为mm ； D 、d —传动轴轴管的外径和内径，它们的单位为mm 。 临界转速与最大转速之比为安全系数：
max
n n K
=
δ g)传动轴轴管扭转强度的计算 轴管的扭转应力： ()
4
416d D DT
-=
πτ
式中，T —传动轴计算扭矩；
D 、d 如前所述。按上式算出的扭转应力不应大于300N/mm 2
。 h)传动轴扭转振动的校核
万向节的角加速度过大时，会引起过大的惯性力矩，从而可能引起传动系的扭转振动， 为不致引起可感觉的振动，一般要求万向节的最大角加速度小于1000rad/s 2
，也可写成
万向节夹角α与角速度ω乘积小于31.6。 i)传动轴伸缩花键齿侧挤压应力
][242121j j
j ZL
D D D D T σσ≤??? ??-??? ?
?+=
（N/mm 2）
式中：Z —花键齿数; L —键齿有效长度，mm;
[j σ]—许用挤压应力，当花键齿面硬度大于HRC35时，伸缩花键取[j σ]=25~50N/mm 2
,非滑动花键取[j σ]=50~100N/mm 2
。
j)Damp 的设定
（1）Shaft弯曲固有振动频率设计后记的Dynamic dumper时，以及研讨Drive Shaft的弯曲共振引起的振动噪音问题时，必须要推定Shaft的弯曲固有振动频率。
在此，就Drive Shaft的固有振动频率的计算方法作以解说。
①简易计算方法：
假定Shaft为均一断面时，固有振动频率按下式计算
ｆｎ＝(π／２L2)＊(ＥＩｇ/γA)１／２≒0.202＊10７＊De／Ｌ２De＝(D２＋d２)１／２L：Shaft长ＥＩ：弯曲刚性ｇ：重力加速度γ：比重Ａ：断面面积Ｄ：外径. d：内径②多段断面Shaft
直径的差有很大段差时的Shaft，使用Rayleigh method等可以得到比较正确的近似固有振动频率。
（2）Dynamic Dumper的设计设定 Dynamic dumper的目的是为了降低Drive Shaft的弯曲共振产生的Booming Noise、Differential Gear Noise 、Beat Noise等。
设定Dynamic dumper的特性时，基本上要最大限度的降低Shaft的共振，但是因为对振动特性也会产生很大的影响，所以最终要根据实车试验设定最佳值。
在此，关于基本规格设计法进行说明。
①设计计算数学模型二自由度强制振动数学模型的计算
②Mass weight (M2)的设定
M2≧0.15＊M1
└0.3＊0.493(等价值量)
③固有振动频率(Fn2)的设定
基本尺寸、按照下式设定ｆｎ。
ｆ＝１／（1+μ） Fn2＝ｆ＊Fn1
④loss factor (Lf)的设定
δ２＝3μ／8(1+μ)３ Lf＝δ＊2
上式为理论公式，实际计算时要根据橡胶的特性计算。
【 Natural Rubber (NR)：Lf=0.1 ，Butyl Rubber (IIR)：Lf= 0.4 】
⑤效果确认
安装Dumper 时进行计算，绘制如下的图形，来确认衰减效果
2.3 环境条件、材料、热处理及加工要求
用于轿车的球笼式万向节工作环境十分恶劣，要经受高温气候、低温气候的侵袭及老化，泥土、砂、灰尘、油脂的浸泡、腐蚀、冲击，长时间承受高强度、满负荷、高转速工作。因而要求选用①优质材料、采用特种工艺，确保各零部件性能，并能保证密封性。②有足够的安全系数强度、韧性、刚度也要好，即具有可靠性和耐久性。③润滑良好，使用能耐高温、低温、高气压低发挥，不易变质润滑油脂。④使用过程不能有噪音。因而钟形壳选用cf53，以提高耐磨性、抗扭强度。星形套、保持架材质为优质低碳合金渗碳钢20CrMnTi。钢球采用GCr15。轴选用优质碳素合金结构钢40Gr。三销轴叉、轴承架选用优质低碳合金渗碳钢20CrMnTi。轴承外圈、滚针选用GCr15。差动弹簧圈选用65Mn。两端防尘罩根据运动情况,固定端采用聚脂防尘罩,移动端采用聚氯丁二烯橡胶，保证具有良好的机械性能，能耐高温、低温、酸、碱、油和耐老性，工艺加工性好，气密性、减震性高。主要零部件中，钟形壳外花键的热处理变形对产品的使用性能有重要影响，因而一方面选用优质材料和稳定的正火预
先热处理，另一方面花键采用无切削加工，引进国外花键冷轧机，并进行中频感应热处理。
3、台架试验
3.1 十字轴式万向节传动轴台架试验
十字轴式万向节传动轴总成台架试验可见行业标准QC/T523—1999(JB 3741-84)。
试验项目如下：
3.1.1 静态跳动量试验
将传动轴安装在试验装置上，用手或其它方法慢速旋转，测量其相对旋转轴心跳动量。
3.1.2 剩余不平衡量
课程设计名称：传动轴(批量为200件)机械加工工艺规程设计 学生姓名：许三湘 学院：机电工程学院 专业及班级：08级材料成型及控制工程1班 学号：0803040109 指导教师：胡忠举 2010年12月16日
目录 一．机械制造课程设计的目的…………………………………………………二．生产纲领的计算与生产类型的确定……………………………………… 1.生产类型的确定…………………………………………………………… 2.生产纲领的计算……………………………………………………………三．传动轴的工艺性分析………………………………………………………… 1.零件的结构特点及应用……………………………………………………………… 2.零件的工艺分析…………………………………………………………… 四. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………………… 1.毛坯的选择……………………………………………………………… 2.确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量…………………………………… 3.设计毛坯图…………………………………………………………… 五. 选择传动轴的加工方法，制定工艺路线…………………………………… 1.定为基准的选择………………………………………………………… 2.零件表面加工方法的确定……………………………………………… 3.制定工艺路线…………………………………………………………… 4.热处理工序的安排………………………………………………………… 六. 机床设备的选用……………………………………………………………… 1．机床设备的选用………………………………………………………… 2．工艺装备的选用………………………………………………………… 七. 工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算…………………………… 八. 确定工序的切削用量………………………………………………………… 九. 时间定额的计算……………………………………………………………… 十. 提高劳动生产率的方法……………………………………………………… 十一. 课程设计体会…………………………………………………………………十二. 参考文献……………………………………………………………………十三. 附录…………………………………………………………………………
上海同*同*科技有限公司企业标准 TJI/YJY·03·108-2005 传动轴跳动校核规范 2005-08-10 发布2005-08-16 实施 上海同*同*科技有限公司发布
TJI/YJY·03·108-2005 前言 为使总布置在进行传动轴跳动校核时，做到校核内容全面、正确，格式规范、统一，便于管理和检查评审，特制定本标准。 本标准中的各项要求，既是工程技术人员在进行传动轴跳动校核时，应该达到技术要求；又是检查评审传动轴跳动校核报告的依据。 本标准于2005年8月16日实施。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由上海同*同*科技有限公司提出。 本标准由上海同*同*科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。 本标准主要起草人：李**
TJI/YJY·03·108-2005 传动轴跳动校核规范 1范围 本标准规定了传动轴跳动校核报告的格式及内容。 本标准适用于传动轴新产品开发设计及改型设计。 2规范性引用文件 QC/T 3-92 汽车产品图样及设计完整性 3术语和定义 无 4要求 4.1 传动轴跳动校核报告格式见规范性附录A 4. 2传动轴跳动校核报告应包括封面、目录、正文、参考文献四个部分 4. 3传动轴跳动校核报告应包含的校核内容 4.3.1上下跳动极限 4.3.2上下跳动极限位置夹角
附录 A （规范性附录）
目录 一、校核目的 (3) 二、概述 (3) 三、校核 (3) 1、等速传动校核 (3) 2、传动轴上下跳动的极限位置及工作夹角校核 (4) 四、总结 (7) 参考文献 (8)
一校核目的 1.传动轴上下跳动的极限位置及最大摆角； 2.设计工况下，万向节传动的夹角是否满足等速传动； 3.传动轴花键连接处的伸缩量，检查传动轴花键是否可能脱开或顶死；二概述 XS6450车用传动轴属于十字轴万向节式传动轴，具体结构为后驱、两段式、3万向节的十字轴式传动轴（如图1所示）。结构设计时需保证万向节叉在同一平面内，万向节两两互成90o，同时满足转角关系式： cosα1* cosα2＝cosα3 （1）其中 tanαi＝√（tanαz）2+ （tanαf）2 （2） 其中：αi：某万向节计算夹角； αz：αi对应主视图万向节夹角； αf：αi对应俯视图万向节夹角； 图1 三校核 1等速传动校核 根据数模和公式（2）由表1得出设计工况下各实际万向节夹角αi。 表1：XS6450万向节夹角
编号： 传动轴设计计算书 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： 一．计算目的 我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球 面滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通 过计算，校核选型是否合适。 二．计算方法 本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强 度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、42CrMo、40MnB, 其扭转屈服极限可达到784N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196N/mm2。 传动轴校核计算流程： 1.1轴管直径的校核 校核： 两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速
2 2 28 1.2x10 n e l d D +=(r/min) 式中L 传动轴长，取两万向节之中心距：mm D 为传动轴轴管外直径：mm d 为传动轴轴管内直径：mm 各参数取值如下：D ＝φ27mm ，d ＝0mm 取安全系数K=n e /n max ，其中n max 为最高车速时的传动轴转速， 取安全系数K ＝n e /n max =1.2～2.0。 实际上传动轴的最大转速n max ＝n c /（i g ×i 0），r/min 其中：n c －发动机的额定最大转速，r/min ； i g －变速器传动比； i 0－主减速器传动比。 1.2轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力： τ＝ ][164 4τπ≤) -(d D DT J （N/mm 2） ][τ……许用应力，取][τ＝539N/mm 2[高合金钢（40Cr 、40MnB 等）、中频淬火抗 拉应力≥980N/mm 2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的0.5～0.6，取该系数为0.55，由此可取扭转应力为539N/mm 2，参考GB3077-88] 式中： T j ……传动系计算转矩，N ·mm ，2/k i i T T d g0g1x ema j η=N ·m T emax －发动机最大转矩N ·mm ； i g1－变速器一档传动比或倒档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数 η-传动效率
汽车设计课程设计说明书 设计题目：上海大众-桑塔纳志俊万向传动 轴设计 2014年11月28日
目录 1前言 2设计说明书 2.1原始数据 2.2设计要求 3万向传动轴设计 3.1万向节结构方案的分析与选择3.1.1十字轴式万向节 3.1.2准等速万向节 3.2万向节传动的运动和受力分析3.2.1单十字轴万向节传动 3.2.2双十字轴万向节传动 3.2.3多十字轴万向节传动 4 万向节的设计与计算 4.1 万向传动轴的计算载荷 4.2传动轴载荷计算
4.3计算过程 5 万向传动轴的结构分析与设计计算 5.1 传动轴设计 6 法兰盘设计
前言 万向传动轴在汽车上应用比较广泛。发动机前置后轮或全轮驱动汽车行驶时，由于悬架不断变形，变速器或分动器的输出轴与驱动桥输入轴轴线之间的相对位置经常变化，因而普遍采用可伸缩的十字轴万向传动轴。本设计注重实际应用，考虑整车的总体布置，改进了设计方法，力求整车结构及性能更为合理。传动轴是由轴管、万向节、伸缩花键等组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化；万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角发生变化时实现两轴的动力传输；万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。传动轴的布置直接影响十字轴万向节、主减速器的使用寿命，对汽车的振动噪声也有很大影响。在传动轴的设计中，主要考虑传动轴的临界转速，计算传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核其扭转强度和临界转速，确定出合适的安全系数，合理优化轴与轴之间的角度。
2 设计说明书 2.1 原始数据 最大总质量：1210kg 发动机的最大输出扭矩：Tmax=140N·m（n=3800r/min）； 轴距：2656mm； 前轮胎选取：195/60 R14 、后轮胎规格：195/60 R14 长*宽*高（mm）：4687*1700*1450 前轮距（mm)；1414 后轮距(mm):1422 最大马力(pa):95 2.2 设计要求 1．查阅资料、调查研究、制定设计原则 2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩和使用工况)及总布置图，选择万向传动轴的结构型式及主要特性参数，设计出一套完整的万向传动轴，设计过程中要进行必要的计算与校核。 3．万向传动轴设计和主要技术参数的确定 （1）万向节设计计算 （2）传动轴设计计算 （3）完成空载和满载情况下，传动轴长度与传动夹角变化的校核 4．绘制万向传动轴装配图及主要零部件的零件图 3 万向传动轴设计 3.1 万向节结构方案的分析与选择 3.1.1 十字轴式万向节 普通的十字轴式万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。
车架设计手册汇总 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
车架设计手册1，范围 本手册适用于客车底盘非承载式及半承载式车架的设计。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB1958-80 形状和位置公差检测规定 GB1184-80 形状和位置公差 GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相焊缝质量分级 3 符号、代号、术语及其定义 车架：汽车承载的基体，支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式（或半承载式）车身等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。 纵梁：车架总成中主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。纵梁沿全长方向多取平直且断面不变或少变，以简化工艺。有时也采取中间断面高、两边较低来保 证纵梁各断面应力接近 横梁：横梁将左右纵梁连在一起，构成完整的车架总成，保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力。有的横梁还需作为发动机、散热器以及悬架系统的紧固 点。 4 设计准则 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 车架总成在正常使用条件下，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。 应满足的功能要求及应达到的性能要求 车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形量最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性和寿命， 设计输入、输出要求 设计输入为设计任务书及底盘总布置图； 设计输出为车架总成图及相关分总成及零件图。 设计过程的节点控制要求 车架总成要负责控制校核如下内容： 1）协调发动机及其附件在车架纵梁上的安装孔及牛腿安装孔； 2）横梁位置与底盘分总成（油箱、电瓶）及车身结构（前、中、后门、侧围立柱）的匹配； 3）协调制动管路、暖风管路、电线束、油路等管线在车架中的分布及穿线管； 4）校核底盘各总成间的运动干涉，相关总成的装缷空间（如缓速器、传动轴）。 5 布置要求
毕业设计 题目：传动轴的工艺设计 院系：机电工程系 专业：机电一体化 姓名：吕书星 班级：机电六班 学号：2010010306036 指导教师：孔祥林
目录 前言------------------------------------------------------2 课程设计简要分析------------------------------------------3 1 零件最小直径的确定--------------------------------------4 2 零件的工艺分析------------------------------------------4 3 工艺计算与设计------------------------------------------5 3.1 毛坯选择---------------------------------------------5 3.2 工艺路线的确定---------------------------------------5 3.2.1 确定零件的定位基准与装夹方式----------------------5 3.2.2 主要表面加工方法的确定----------------------------6 3.2.3 装夹方式------------------------------------------6 3.2. 4 划分阶段------------------------------------------7 3.2. 5 热处理工序安排------------------------------------7 3.2.6 加工方法的选择和加工方案的确定--------------------8 4 工序与工步的划分---------------------------------------10 4.1 工序的划分------------------------------------------10 4.2工步的划分-------------------------------------------11 4.3加工顺序及加工路线的确定-----------------------------11 4.3.1 零件加工必须遵守的安排原则------------------------11 4.3.2进给路线-------------------------------------------11 4.4 加工尺寸和切削用量----------------------------------12 4.5拟定工艺过程-----------------------------------------12
机械制造工艺学课程设计 --传动轴加工工艺设计 班级： 指导老师： 组员：
传动轴机械加工工艺 轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。 台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。 1．零件图样分析
图A-1 图A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有
一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。 毛坯图 2．确定毛坯 该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。 3．确定主要表面的加工方法 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为： 粗车→半精车→磨削。
传动轴设计计算标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
编号： 传动轴设计计算书 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： 一．计算目的 我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球面滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通过计算，校核选型是否合适。 二．计算方法 本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、 42CrMo、40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196 N/mm2。 传动轴校核计算流程：
轴管直径的校核 校核： 两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速 22 2 8 1.2x10 n e l d D+ = (r/min) 式中L传动轴长，取两万向节之中心距：mm D为传动轴轴管外直径：mm d为传动轴轴管内直径：mm 各参数取值如下：D＝φ27mm，d＝0mm 取安全系数K=n e /n max ，其中n max 为最高车速时的传动轴转速， 取安全系数K＝n e /n max =～。 实际上传动轴的最大转速n max ＝n c /（i g ×i ），r/min 其中：n c －发动机的额定最大转速，r/min； i g －变速器传动比；
i 0－主减速器传动比。 轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力： τ＝ ] [1644τπ≤) -(d D DT J （N/mm 2） ][τ……许用应力，取][τ＝539N/mm 2[高合金钢（40Cr 、40MnB 等）、中频淬火抗 拉应力≥980 N/mm 2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的～，取该系数为，由此可取扭转应力为539 N/mm 2，参考GB 3077-88] 式中： Tj ……传动系计算转矩，N ·mm ，2/k i i T T d g0g1x ema j η= N ·m T emax －发动机最大转矩N ·mm ； i g1－变速器一档传动比或倒档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数 η-传动效率 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 ][)2 )(4(2121j j ZL D D D D T σσ≤-+= （N/mm 2 ）
传动轴设计及校核作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日
前言 为使本中心传动轴设计及校核规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到指导操作的作用，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于2011年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归口管理。 本标准主要起草人：张士华
一、传动系概述 (3) 1.1传动系功能 (3) 1.2传动系布置形式 (3) 1.3传动系的构成 (7) 1.4传动轴的主要结构形式 (8) 1.5驱动半轴的紧固方式 (12) 二、传动轴的设计流程 (15) 2.1传动轴的主要设计流程 (15) 2.2传动轴的设计过程及要求 (17) 三．传动轴的校核过程 (22) 3.1设计校核输入 (22) 3.2传动轴校核 (24) 3.3结论及分析 (25) 3.4传动轴跳动校核 (26) 3.5技术文件的编制 (26) 3.6传动轴图纸确认 (26) 四．试制装车及生产中经常出现的问题 (28) 五．参考文献 (28)
一、传动系概述 1.1 传动系功能 A、保证汽车在各种行驶条件下所必需的牵引力与车速，使它们之间能协调变化 并有足够的变化范围。 B、使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。 C、保证汽车能倒车及左右车轮能适应差速要求。 D、使动力传递能根据需要而顺利接合与分离 1.2 传动系的布置形式 ? 前置后驱动 ? 前置前驱动 ? 后置后驱动 ? 四轮驱动 ? 中置发动机后轮驱动 部分高级轿车也采用前置后驱布置 前置后驱整体桥
传动轴总成及零件设计 一、设计目标：1、产品的安全性：保证所设计的产品对使用者及车辆是安全的、可靠的。即在传动轴整个使用寿命周期内，不发生断裂、脱落等可导致人体或车辆伤害的故障。 2、用户满意的性能：a，传递扭矩的能力。b，运动范围：转速、万向节摆角、长度伸缩量、回转空间。c，用户满意的使用寿命：一般要求十字轴及滚针轴承寿命十万公里以上、滑动花键及叉子等其他主要零件，二十万公里以上。国外先进厂家已达到整个总成使用寿命三十万公里以上。d，便于使用保养，连接方式便于装拆，密封、润滑可靠，使用成本低。e，制造成本低，性价比高。 3、满足一般设计要求：标准化、系统化、通用化。 对于设计者耒说，保证产品的安全性是头等重要的，设计不允许存在安全隐患。用户需要的必要性能也应充分满足。 二、失效模式和安全性：传动轴可能发生断裂、脱落、扭曲、磨损等失效，有些失效方式可危及人体及车辆安全，如断裂、脱落；有些失效方式不会危及人体和車辆，如花键磨损、十字轴磨损。我们设计的传动轴应不发生危及人体及車辆安全的故障。 因此，传动轴总成及零件的设计失效模式，应该是：万向节或花键付磨损达到限值而失效。在使用期内不允许发生冲击断裂、疲劳断裂等一类故障。即使在非常规冲击下，也只允许轴管扭曲，其他零件不应断裂。 根据设计失效模式，提出一个传动轴强度设计原则---按疲劳强度设计，即零件危险奌应力值应小于疲劳强度，并且按屈服强度计祘的安全系数应不小于离合器后备系数。 但是，零件疲劳强度是一个受材料、热处理、零件结构、零件表面状态等多个因素影响的复杂问题，很难具体确定它的数值。经过传动轴专业人员在设计、使用、改进传动轴中的长期积累，形成了一套传动轴零件强度设计的安全系数，或应力限值的经验数据，可供设计时参考。最终还是要通过试验验证，证明已达到要求的疲劳寿命才能定型。必须强调说明，不同吨位、不同用途的汽車传动轴，安全系数或应力限值是不同的。所以，最好的办法是把设计的传动轴零件应力值，与公认是成功的同类型、相同用途的传动轴零件应力值作比较，使处于同一应力水平上。同样，定型也必须通过试验验证，确保达到要求的疲劳寿命。三、总成及主要零件的设计计祘： 传动轴的设计计祘，应采用《汽車设计》中介绍的公式，这是传动轴行业通用的，只有采用相同的计祘公式，其结果才具有可比性。不要用一般机械设计手册中介绍的公式。 1、总成临界转速： N=0.12*10^9*((D^2+d^2)^1/2)/L^2 其中：D：轴管外径；d：轴管内径；L：两万向节中心距。 安全系数： k=临界转速N / 传动轴最高工作转速n k>1.5 只有制造精度高，动平衡精度高的传动轴，才允许采用低的安全系数。临界转速安全系数过小，可引发灾难性事故，务必谨慎。 在上述公式中，将传动轴简化为轴管进行临界转速的计祘，存在误差。经过激振法测试传动轴临界转速验证，证明公式计祘出耒的数值偏大。用旋转法测量包含了传动轴的几何位置偏差，更符合实际，其数值可能比激振法测得的还要小一些。在使用过程中，由于磨损间隙增大，临界转速会变小。过小的临界转速安全系数，不能保证传动轴平稳工作。 2、十字轴： a)危险截面弯曲应力： b=32D*p*h/(π(D^4-d^4))
湖南科技大学 课程设计名称: 传动轴(批量为200件)机械加工工艺规程设计 学生姓名: 学院: 机电工程学院 专业及班级: 08级材料成型及控制工程1班 学号: 指导教师: 胡忠举 12月15日 至诚致志、唯实惟新 目录 一．机械制造课程设计的目
的………………………………………………… 二．生产纲领的计算与生产类型的确定……………………………………… 1.生产类型的确定…………………………………………………………… 2.生产纲领的计算…………………………………………………………… 三．传动轴的工艺性分析………………………………………………………… 1.零件的结构特点及应用……………………………………………………………… 2.零件的工艺分析…………………………………………………………… 四. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………………… 1.毛坯的选择……………………………………………………………… 2.确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量…………………………………… 3.设计毛坯图…………………………………………………………… 五. 选择传动轴的加工方法, 制定工艺路
线…………………………………… 1.定为基准的选择………………………………………………………… 2.零件表面加工方法的确定……………………………………………… 3.制定工艺路线…………………………………………………………… 4.热处理工序的安排………………………………………………………… 六. 机床设备的选用……………………………………………………………… 1．机床设备的选用………………………………………………………… 2．工艺装备的选用………………………………………………………… 七. 工序加工余量的确定, 工序尺寸及公差的计算…………………………… 八. 确定工序的切削用量………………………………………………………… 九. 时间定额的计算……………………………………………………………… 十. 提高劳动生产率的方
湖南科技大学 课程设计名称：传动轴(批量为200件)机械加工工艺规程设计 学生姓名： 学院：机电工程学院 专业及班级： 08级材料成型及控制工程1班 学号： 指导教师：胡忠举 2010年12月15日 至诚致志、唯实惟新
目录 一．机械制造课程设计的目的…………………………………………………二．生产纲领的计算与生产类型的确定……………………………………… 1.生产类型的确定…………………………………………………………… 2.生产纲领的计算……………………………………………………………三．传动轴的工艺性分析………………………………………………………… 1.零件的结构特点及应用……………………………………………………………… 2.零件的工艺分析…………………………………………………………… 四. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………………… 1.毛坯的选择……………………………………………………………… 2.确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量…………………………………… 3.设计毛坯图…………………………………………………………… 五. 选择传动轴的加工方法，制定工艺路线…………………………………… 1.定为基准的选择………………………………………………………… 2.零件表面加工方法的确定……………………………………………… 3.制定工艺路线…………………………………………………………… 4.热处理工序的安排………………………………………………………… 六. 机床设备的选用……………………………………………………………… 1．机床设备的选用………………………………………………………… 2．工艺装备的选用………………………………………………………… 七. 工序加工余量的确定，工序尺寸及公差的计算…………………………… 八. 确定工序的切削用量………………………………………………………… 九. 时间定额的计算……………………………………………………………… 十. 提高劳动生产率的方法……………………………………………………… 十一. 课程设计体会…………………………………………………………………十二. 参考文献……………………………………………………………………十三. 附录…………………………………………………………………………
航空制造工程学院 机械制造工艺课程设计 课程名称：机械制造工艺及装备 设计课题：传动轴花键轴机械加工工艺 规程及夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化班级： 姓名：学号： 评分：指导老师：（签字） 2012年12月
目录 一零件分析 (1) 二工艺规程设计 (1) 三夹具设计 (8) 四设计心得 (10) 五参考文献 (11)
一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是花键传动轴，为花键传动中的传动轴，起传动的 作用。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 选择锻件毛坯。 （二）基面的选择 基准的选择： 该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度要求较高，因此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以通用工、卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 10 下料（棒料） 20 夹一端，车端面，见平即可，钻中心孔B3/7.5 30 倒头装夹工件，车端面，保证总长170mm 40 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车?35及?38外圆，倒角。 50 以两中心孔定位装夹工件，粗、精车?51及?45外圆，倒角。 60一夹一顶装夹工件，粗、精铣花键 70 热处理：调质处理255—302HB 80 按图样要求检查各部尺寸及精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “花键传动轴”，零件材料为40MnB，硬度为255—302HB，毛坯质量为6ｋｇ。生产类型为小批量生产，选择锻件毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、
上海同济同捷科技有限公司企业标准 TJI/YJY·03·72-2005 传动轴设计计算书编制规则 2005-08-10 发布2005-08-16 实施上海同济同捷科技有限公司发布
TJI/YJY·03·72-2005 前言 为使底盘传动轴设计计算书在设计编制时，做到设计计算内容全面、正确，格式规范、统一，便于管理和检查评审，特制定本标准。 本标准中的各项要求，既是工程技术人员在计算书设计编制时，应该达到技术要求；又是检查评审传动轴设计计算书的依据。 本标准于2005年8月16日实施。 本标准的附录A为规范性附录。 本标准由上海同济同捷科技有限公司提出。 本标准由上海同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。 本标准主要起草人：李国华
TJI/YJY·03·72-2005 传动轴设计计算书编制规则 1范围 本标准规定了传动轴设计计算书的格式及内容 本标准适用于底盘传动轴新产品开发设计及改型设计 2规范性引用文件 QC/T 3-92 汽车产品图样及设计完整性 3术语和定义 无 4要求 4.1设计计算书的格式见规范性附录A。 4.2设计计算书应包括封面、目录、正文、参考文献等四个部分。 4.3传动轴设计计算书应包含的计算内容 4.3.1轴管扭转应力校核 4.3.2花键挤压应力校核 4.3.3滑移量校核
附录 A （规范性附录） 传动轴设计计算书范本 密级： 编号：传动轴设计计算书 项目名称：R11汽车设计项目 项目编号：ETF-TJKJ090-BDRC 项目代码：AM-11 编制: 日期: 校对: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 上海同济同捷科技有限公司 2004年11月18日
材料力学课程设计五种传动轴静强度、变形及疲劳强度计算 (b) 班级：11级机械城轨二班 姓名：林胜军 学号： 指导老师：任小平 2013年6月
目录 一.设计目的： (3) 二.材料力学课程设计的任务和要求 (3) 三．设计题目： (3) 四．设计内容 (5) 五．程序设计 (20) 六、课程设计总结 (23)
一.设计目的： 本课程设计的目的是在于系统学习完材料力学之后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立的计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决实际问题的目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力，又为后继课程（零件、专业课等）打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体的有以下六项： 1. 使学生的材料力学知识系统化完整化； 2. 在全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程中的实际问题； 3. 由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来； 4. 综合运用以前所学习的各门课程的知识，使相关学科的只是有机的联系起来； 5. 初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法； 6. 为后续课程的教学打下基础 二.材料力学课程设计的任务和要求 参加设计者要系统复习材料力学课程全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析计算简图和内力图列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出输出结果，并完成设计计算说明书。 三．设计题目： 传动轴的材料均为优质碳素结构钢（牌号45），许用应力[σ] =80MPa,经高频淬火处理，σb=650MPa,σ-1 =300MPa，τ-1 =155MPa。磨削面的表面，键槽均为端铣加工，阶梯轴过度圆弧r均为2mm，疲劳安全系数n =2。
3行车制动系统 3.1分系统—制动器总成 3.3.1制动器类型：盘 3.3.4制动钳的结构 制动钳的分类和结构可以参照其它资料，我公司的制动钳均属于浮动钳，目前前制动钳按照缸数分有单缸和双缸（例如P11、B13）两种，后制动钳皆为单缸，B11后制动钳为综合驻车式制动钳，除了可以实现行车制动外还能够实现驻车的功能。 浮动式制动钳的结构型式主要有：
滑轨式 导向销式：我公司目前采用的均为此种型式。有的导向销在钳体上（B14后钳），有的在支架上（B11前钳）；有的没有制动钳支架而是固定在转向节或者制动底板（T11后钳）等其它零件上。
综合起来就是： 下面我们来看一下制动完以后的回位原理：
密封圈与钳体和活塞的细节关系如下： 未工作时 工作时
制动钳 支架和钳体一般为铸造件，材料大部分为球墨铸铁，现在有的制动钳开始使用新的材料，如B11后制动钳钳体采用铝合金材料。 在浮动式制动钳中，钳体只承受轴向力；主要是作用在制动钳钩爪上外制动块给卡钳的反作用力，还有作用在卡钳缸孔底部的液压力，如下图所示。 图所示。
这种变形所导致的后果是非常严重的，将产生制动块、制动盘径向偏磨，在制动过程中制动块与制动盘接触不均匀而导致局部过热，进而导致制动盘的磨损不均匀。 鉴于以上的问题，抵抗这种变形是设计卡钳时首先要考虑的，即卡钳必须具有一定的轴向刚度。在卡钳材料一定的情况下，在这里起关键作用的是卡钳的缸背的厚度，缸径51mm以上的卡钳该厚度一般控制在11mm-14mm之间，如下图所示 除此之外，钩爪内过度圆弧，以及观察孔的位置都对卡钳的刚度有影响。遵循的规则是：在允许的情况下尽量采用大的过渡圆角，并且将观察孔尽可能的缩小其轴向长度，但不允许越过制动盘为工作面。 在卡钳的设计阶段CAE分析必不可少，由于卡钳属对称件，为了方便划分网格并缩短计算时间，通常将卡钳从对称面分割开，如下图所示。
空心传动轴的优化设计 一、问题描述 设计一重量最轻的空心传动轴。空心传动轴的D 、d 分别为轴的外径和内径。轴的长度不得小于5m 。轴的材料为45钢，密度为7.8×10-6㎏/㎜，弹性模量E=2×105MPa ，许用切应力[τ]=60MPa 。轴所受扭矩为M=2×106N·mm 。 二、分析 设计变量：外径D 、内径d 、长度l 设计要求：满足强度，稳定性和结构尺寸要求外，还应达到重量最轻目的。 三、数学建模 所设计的空心传动轴应满足以下条件： （1） 扭转强度 空心传动轴的扭转切应力不得超过许用值，即 τ≤[]τ 空心传动轴的扭转切应力: () 4 416d D MD -= πτ 经整理得 0107.1544≤?+-D D d （2） 抗皱稳定性扭转切应力不得超过扭转稳定得临界切应力: ττ'≤ 2 327.0?? ? ??-='D d D E τ 整理得： 028.722 3 44≤?? ? ??---D d D d D D （3）结构尺寸 min l l ≥ 0≥d 0≥-d D
?????? ????=??????????=l d D x x x X 321 则目标函数为：()()[]() 32 22166221012.61012.6min x x x d D l x f -?=?-=-- 约束条件为：0107.1107.1)(15 4 14 25441≤?+-=?+-=x x x D D d X g 08.728.72)(2 /312142 4 112 /3442≤??? ? ??---= ? ? ? ??---= X x x x x x x D d D d D D g 055)(33≤-=-=x l X g 0)(24≤-==x d X g 0)(215<+-=-=x x d D X g 四、优化方法、编程及结果分析 1优化方法 综合上述分析可得优化数学模型为：()T x x x X 321,,=；)(min x f ； ()0..≤x g t s i 。考察该模型，它是一个具有3个设计变量，5个约束条件的有约束 非线性的单目标最优化问题，属于小型优化设计，故采用SUMT 惩罚函数内点法求解。 2方法原理 内点惩罚函数法简称内点法，这种方法将新目标函数定义于可行域内，序列迭代点在可行域内逐步逼近约束边界上的最优点。内点法只能用来求解具有不等式约束的优化问题。 对于只具有不等式约束的优化问题 )(min x f ),,2,1(0)(..m j x j g t s =≤
机械制造技术基础 课程设计 设计题目: 减速器传动轴 学校: 陕西科技大学 学院: 机电学院 专业类别: 机械设计制造及其自动化班级: 机械046 姓名: 杨孟博 学号: 51404627 指导教师: 张斌 起始日期: 2007年1月9 日 完成日期: 2007年1月25 日 成绩:
传动轴零件的加工工艺规程 1 机械制造课程设计 题目：设计“减速器传动轴”零件的机械加工工艺规程（年产量为5000件） 内容：（1）零件图 1张（A3） （2）毛坯图 1张（A3） （3）工序简图 1张（A2） （4）工序卡片 2张 （5）课程设计说明书 1份 班级：机械046 学生：杨孟博 指导教师：张斌 学号： 51404627 2007年 1月25日
陕西科技大学课程设计说明书 2 目录 1 设计说明 (4) 1.1题目所给的零件是传动轴 (4) 1.2 零件的工艺分析 (4) 1.3 其主要加工表面位置要求 (4) 1.4零件的材料 (4) 2 工艺规程的设计 (5) 2.1 零件表面加工方法的选择 (5) 2.2制定工艺路线 (6) 3 机械加工余量﹑工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 3.1 确定加工余量 (6) 3.2 确定毛坯尺寸 (7) 4 确定切削用量及基本工时 (8) 4.1 车两端面 (9) 4.2 计算切削用量 (9) 5: 选择量具 (15) 5.1 选择刀具 (15) 5.2 选择量具 (15) 6：总结 (16) 7：参考文献 (17)
传动轴零件的加工工艺规程 3 机械制造基础课程设计说明书 本次设计是在基本学完大学基础课，技术基础课以及大部分专业课后进行的。是在毕业设计之前做的较全面较深入地对所学各课程进行的综合性复习及应用。为我提供了一次理论联合实际训练的机会，在我的大学生涯中占有非常重要的地位。 我希望通过本次课程设计对自己的综合性训练，从中锻炼自己的独立思考问题，解决问题的能力，为今后的自己未来生活及工作打下一个良好的基础。 但由于能力有限，此设计难免有不宜之处。恳请各位老师及同学给予指教。
航空制造工程学院 《机械制造工艺及装备》 课程设计说明书专业：机械设计制造及其自动化班级： 090314 姓名：张建学号： 09031432 评分：指导老师：（签字）
2012年11月
机械制造工艺学课程设计任务书 课题: 传动轴花键轴机械加工工艺规程及夹具设计内容： 1 零件图1张 2. 机械加工工艺过程综合卡片1张 3. 夹具设计装配图1张 4. 夹具设计零件图1张 5. 课程设计说明书12张 班级：09031432 姓名：张建 2012年11月
目录 一零件分析 (1) 二工艺规程设计 (1) 三夹具设计 (9) 四设计心得 (10) 五参考文献 (11)
一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是花键传动轴，为花键传动中的传动轴，起传动的 作用。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 选择锻件毛坯。 （二）基面的选择 （1）基准的选择： 该零件既是花键轴又是阶梯轴，其加工精度又要求较高，因此选中心孔B3/7.5做为设计和工艺基准。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 工序一下料 工序二夹一端，车端面，见平即可，钻中心孔B3/7.5 工序三倒头装夹工件，车端面，保证总长175 工序四以中心孔定位装夹工件粗车外圆各部。 工序五去毛刺 工序六以两中心孔定位装夹工件。精车,半精车各部尺寸，倒角 工序七一夹一顶装夹工件，粗，精铣花键 工序八热处理：调质处理255—302HB 工序九按图样要求检查各部尺寸及精度。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “花键传动轴”，零件材料为40MnB，硬度为255—302HB，毛坯质量 为6.37ｋｇ。生产类型为小批量生产，锻造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、