汽车传动轴设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

毕业设计（论文）题目： 载货汽车传动轴设计

* * * *： * * * 指导教师姓名： 武 志 斐 专 业： 车 辆 0702

2011 年4 月 4 日

一.课题名称: 载货汽车传动轴设计 二.课题研究背景: 我国汽车业的高速发展，带动我国汽车传动轴需求持续大幅增长。2007年中国汽车传动轴的需求已经突破992万根，产值达到了45亿元。2008年汽车销量达到938万辆，而作为汽车零部件的汽车传动轴需求量也接近1900万套，产值达到54亿元。预计，2010年我国汽车传动轴总销售额将达87亿元。目前国内传动轴市场被GKNDriveline等大型外资所控制。GKNDriveline凭借自身技术优势在中国轿车市场占有50%汽车传动轴市场份额，2008年10月又在上海投资新工厂，并计划2009年在中国武汉在开设新的传动轴工厂，这将是GKN继上海、重庆、吉林之后，在中国开设的第五家传动轴工厂，全国布局还在继续。而其他企业特别内资企业只能在有限的空间求得生存，市场竞争非常激烈。 三.课题研究意义: 随着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，此外，在常见的汽车故障中，很多的故障来自于传动轴。因此，如何研究开发出高性能的传动轴，是我们需要解决的一个问题。 四.文献查阅概况: 在查阅了一些相关文献后，我简要概括如下 1 普通十字轴式传动轴的基本特点 公共交道客车多采用十字轴刚性万向节传动轴。其优点是可保证在轴间交角变化时可靠地传递动力，有较高的传动效率；缺点是单个万向节在有夹角的情况下，不能传递等角速运动。这种不等速性将使传动轴及相连的传动部件产生扭转振动及附加交变载荷，产生噪声，影响部件使用寿命，时常发生敌障。 为了实现两角间的等角速传动，则采用双万向节传动。第一万向节的不等速效应就有可能被第二万向节的不等速效应相抵消，从而实现两轴间的等角速传动，连接两轴能均匀运转。要达到这个目的，还必须满足两个条件，一是凸缘叉处于同一平面；二是满载时发动机曲轴中心线、后桥主动锥形齿轮中心线及传动轴中心线与水平线的夹角应一致。由于变速器和主减速器是随发动机和后桥相对位置而固定的，发动机定位偏差、前后桥的弹性悬架机构的振动，造成其相对位置不断变化。为保证轴间交角变化在正常范围内，改善传动系的等速性能，应注重对影响传动轴定位各部件的校正。 2万向节传动装置的平衡 传动轴总成的不平衡是传动轴弯曲振动的激力源，在高速旋转时，它将明显引起振动噪声。万向节中十字轴的轴向窜动、传动轴滑动键槽的间隙、传动轴总成两端连接处的定心精度、高速回转时传动轴的弹性变形、传动轴热加工等因素都能造成传动轴总成不平衡。由于十字轴在轴承中摆动，而且其端面承受压力(由于传动轴两端万向节叉上附加弯矩不平衡，以及传动轴不平衡的离心力造成的)，因此，在使用中，端面不断磨损，十字辅轴向窜动增大，传动轴的不平衡度增加。为了减小这种窜动，在装配时应严格控制十字轴的轴向间隙。对于大型客车传动轴总成不平衡度，以两端凸缘叉上止口外圆面定位进行动乎平衡，其任意端的不平衡度不得超过允许值。 3螺转现象 旋转的传动轴因其质量偏心产生的心惯性力是引传动轴弯曲振动的干扰力。此干扰力的频率于传动轴转速有关。当传动轴转速等于其弯曲振动的固有频率时，便发生共振，致使振幅急剧增加，有使传动轴折断的危险，此时的转速称传动轴危险转速即传动轴的螺转现象。 4使用、保养及装配 为保证传动轴均匀运转、减小因不平衡产生的振动嗓声和附加冲击载荷，避免螺转现象，在使用保修中应保证传动轴的平衡精度等均在允许范围内。 4．1使用及保养 (1)在拆装、搬运、库存时，须避免碰撞和堆压； (2)不应使用车辆惯性启动发动机，避免冲击； (3)避免猛抬离合器踏板，换档应平顺； (4)尽量做到车辆制动时，变速器处于空档或使离合器处予分离状态，防止传动过载； (5)经常检查中间支撑轴承、十字轴轴承、滑动花键的密封状况，及时更换失效的油封。经常注入润滑脂，为了使万向节各个轴承均能得到充分润滑，必须使润滑油从各个轴承的油封处挤出为止。润滑中间支撑轴承，应从前轴承盖的通气孔挤出为止； (6)经常检查紧固传动轴及支承各部件的连接螺栓； (7)经常检查中间支撑轴承的径、轴向间隙、十字轴轴向间隙、 十字轴与轴承、轴承与万向节叉孔的配合间隙、滑动花键副的周向间隙； (8)检查传动轴是否弯曲、凹瘪、平衡片是否脱落； (9)检查发动机、后桥（驱动桥）及中间支撑横梁的定位是否符合标准。 4.2，装配 (1)解体前，对凸缘叉、十字轴、焊接叉或滑动叉要做好互相配合标记，保证装配时按原位装复； (2)按花键轴选择滑动叉，保证在不大于原厂规定力的作用下，二者之间能轻易滑动，配合后的间隙应符合规定； (3)检查传动轴轴管、焊接叉及花键轴总成的径向跳动量，一般情况下，轴管全长径向跳动量不大干1.4mm，支承辅承的轴颈处，径向跳动量不大于O.2mm，超过规定值时，必须校正或更换； (4)十字轴与凸缘叉安装时，止动凸块应嵌入轴承顶部的槽内，拧紧后，十字轴应能自由转动，没有卡滞现象。若十字轴有轴向间隙，应按总间隙量一半的厚度，在两端垫与槽等宽的铁皮，一致：保证十字轴与转动轴的回旋中心一致； (5)零件应清洗干净，配合表面应涂以润滑脂，按解体时的配合标记装复； (6)中间支撑轴承支架的安装位置必须保证上平面与中间传动轴之间的夹角符合原厂规定，以免对轴承产生附加载荷，使其过热或早期损坏。当中间传动轴与基准水平面(车架横梁上平面)之间的夹角不等于原厂规定值时，应进行修复； (7)中间支撑双列圆锥滚子轴承的调整。这类轴承有两个内圆和一个公用的外圆，内有一个隔环供调整轴向间隙使用，轴承厂家是按轴向间隙的要求选配成套的。因此，隔环不能互换，必须配套使用。若轴承磨损后轴向间隙就会增大。过大的轴向间隙将引起传动轴的严重振动，导致各传动部件磨损加剧，甚至过早损坏。必须及时调整，更换新轴承时应成套更换。 5 故障诊断 5.1轴与后桥异响区别 汽车脱档滑行越慢响声越清晰，停车才消失是传动轴故障；车速越高响声越明显，脱档滑行响声明显减弱或消失是后桥故障。 5．2传动轴异响的诊断 传动轴属高速旋转件，在其角度和长度不断变化下传递动力，工作环境恶劣，任何一个部件的磨损、损坏或调整不当及相关总成部件的异常现象都能使其产生故障，而且比较明显。 (1)汽车起步时有撞击声，行驶中响声始终存在。一般是由于万向节承孔磨损过甚，与轴承配合松旷；十字轴轴向窜位过大；传动轴中间支撑轴承与轴颈配合过旷或双列圆锥滚子轴承轴向窜位过大；传动轴各部连接松旷或传动轴中间支撑松动等原因造成的； (2)汽车起步时有撞击声，中速行驶无异响，高速行驶有振动噪声，换档变换车速时出现短暂撞击声，脱档滑行时出现有节奏金属撞击声，一般是滑动叉花键副磨损过甚。 (3)起步时无异响，行驶中却有异响，随车速增高，响声增大，脱档滑行响声尤为明显，直至停车异响才消失，一般是中间轴承响。如果响声混浊、沉闷、连续系中间轴承损坏；响声连续不断，停车旋松轴承盖紧固螺栓时，响声消失，则表示中间轴承安装偏斜；若仍有响声说明轴承严重缺油； (4)行驶中有异响，脱档滑行响声十分明显、清晰(滑行时经常出现不规则的撞击声)，说明万向节头缘不在同一平面内，破坏了传动轴等速排列； (5)低速行驶时，出现清脆而有节奏的金属敲击声，脱档滑行响声清晰存在，多系万向节十字轴轴承压紧过甚、转动不灵活，一般出现在车辆保养之后； (6)行驶中有异响并伴有振动现象。主要表现为中速出现异响，车速越高响声越大，达到一定车速时开始振抖，此刻脱档滑行响声若更强烈，降至中速后振抖消失，但响声仍然存在，这种现象均属传动轴失衡过度，应认真检查传动轴是否弯曲、凹瘪，平衡片是否脱落，中间轴承橡胶弹性支承元件是否老化、破损、松动，万向节十字轴回转中心与传动轴回旋中心偏差太大，中间支承横梁开裂变形，中间支撑定位或发动机、后桥定位严重失准，中间支撑双列圆锥滚子轴承轴向间隙过大等情况。 6保修后的传动轴试验 6．1原地试验 低速转动观察，中间支撑橡胶弹性元件、凸缘端面、传动轴是否晃动。若出现晃动可卸下一根传动轴，若晃动消失，说明该传动轴变形，不消失说明另一根传动轴弯曲，如果更换传动轴晃动现象仍存在，应检查中间轴承支撑架是否反装或检查中间支撑、发动机及后桥定位是否准确。 6．2路试 中高速无异响、不振抖、脱档滑行无响声，行驶一段时间后，手触中间轴承应无明显温度升高迹象。 五 毕业设计（论文）主要内容： 1 本设计的目的及意义 2 万向传动装置方案的选择与设计 3 万向传动装置主要参数的选择与设计 4 主要零件设计 5 传动机构分析 6 详细撰写毕业设计说明书 六 学生应交出的设计文件（论文）： 1.万向传动装置总成及相关零部件图纸一套；总图量不少于2张A0，其中手工绘图不少于1/3，零部件三维效果图至少1张 2.毕业设计说明书。（按太原理工大学学生毕业论文撰写规范写） 3.翻译与课题相关的外文资料1～2篇 4.模拟专利申请书1份 5.完成总成的三维模型 七. 进度安排: 第四周: 收集资料包括外文资料，通过学习和翻译外文资料要达到对外文 资料的理解并能够达到把握国内外的动态。 第五周: 深入了解研究课题，总结有关知识，写出开题报告。 第六周: 学习如何书写专利，通过学习如何写申请专利，了解如何保护知识 产权的方法。 第七至九周: 对选型好的万向传动装置进行各种零件的设计计算和校核，通过这个过程要巩固以往的学习的专业知识包括理论力学，材料力学，机械设计以及汽车构造等相关的专业知识。 第十至十一周: Auto CAD绘制万向传动装置的装配图，在这个过程中要熟悉如何用电脑绘制工程图并学习以往学过的画法几何和互换技术的知识，达 到绘制一个较好的万向传动装置装配图。 第十二周: 让导师检查第6周到第9周的错误，然后认真改正从而达到选型和绘图完整正确的目的。 第十三周: 手工绘制万向传动装置的重要零件图以提高手工绘图的熟练性，从而熟悉一个零件图上应该有的东西，包括公差配合等要求。 第十四周: 检查上几周的错误和需要修改的地方。 第十五、十六周: 写说明书并校核以往做的任务，达到任务正确，做图完整， 计算明确的目的。并让导师检查以往的任务包括外文翻译开题报告、 专利申请、装配图、零件图、说明书。 第十七周: 编写设计计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩。 第十八周: 毕业答辩。 主要参考文献（资料）： 1．王望予.汽车设计[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.