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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: HGC1050萬向傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班
學 生 姓 名: 劉曉東
導 師 姓 名: 蘇清源
開 題 時 間: 2011年2月28日
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學生姓名
劉曉東
系部
汽車與交通工程
專業(yè)、班級
車輛工程B07-2
指導教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
HGC1050萬向傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。萬向傳動軸是車輛底盤傳動的主要總成之一，在工作中承受著巨大的扭矩和動負荷。經(jīng)常騎使用后，級數(shù)狀況會發(fā)生變化，從而將直接影響發(fā)動機動力的傳遞，降低傳動效率，增加燃料消耗，加速輪胎磨損，同時還會影響變速器和驅(qū)動橋的正常工作。而傳動軸及萬向節(jié)的設(shè)計裝配不良將產(chǎn)生振動和噪聲，因此該總成設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。
萬向傳動軸是汽車的關(guān)鍵部件之一，也是汽車國產(chǎn)化技術(shù)難度較大的部件之一，沒有高技術(shù)的設(shè)備是很難達到要求的。它是汽車前后動力的傳動裝置，是汽車正常行駛不可或缺的一部分。目前，國內(nèi)只有少數(shù)合資企業(yè)能夠具備這樣的生產(chǎn)能力，多數(shù)國內(nèi)企業(yè)是在根據(jù)國外的樣件進行開發(fā)生產(chǎn)，基本上沒有自主的設(shè)計開發(fā)能力。綜上所述，設(shè)計出工作可靠、造價低廉的傳動軸，能降低整車生產(chǎn)成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。
汽車傳動軸能在不同軸心的兩軸間甚至在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸間傳遞動力，連接或裝配各項配件而可移動或轉(zhuǎn)動的圓形物體配件，一般均使用輕而抗扭性佳的合金鋼管制成。汽車傳動軸的作用就是使在不同軸心的兩軸間甚至在工作過程中相對位置不斷變化的兩軸間傳遞動力。
萬向傳動裝置在汽車上有很多應用，結(jié)構(gòu)也稍有不同，但其功用都是一樣的，即在軸線相交且相互位置經(jīng)常發(fā)生變化的兩轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力。與其它的齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動機構(gòu)相比，萬向節(jié)傳動機構(gòu)有著獨特的、其它機構(gòu)不能代替的優(yōu)點，當需要將一根軸上的扭矩或傳動以較大的軸間夾角傳到相距較遠、且角度可能變化的另一根軸時，往往只能選擇萬向節(jié)傳動機構(gòu)來實現(xiàn)。其作用在航空航天、機床、機械、尤其是汽車領(lǐng)域非常重要。隨著汽車工業(yè)100多年的發(fā)展歷史，萬向傳動軸的設(shè)計形式也得到了很快的發(fā)展。目前，十字軸式萬向節(jié)傳動軸在商用車中用得最廣泛。
另外一個重要的組成部分是滑動花鍵副，由內(nèi)、外花鍵組成，用于傳遞長度的變化。傳動軸的萬向節(jié)擺角和滑動花鍵副的最大伸縮量，是根據(jù)整車布置時進行的傳動軸跳動校核而確定的。一般的情況下還可能有傳動軸管，空心的軸管具有較小的質(zhì)量但能傳遞較大的扭矩，并且比相同外徑的實心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速的特點。
發(fā)動機前置后輪或全輪驅(qū)動汽車多采用十字軸剛性萬向節(jié)傳動軸。其優(yōu)點是可保證在軸間交角變化時可靠地傳遞動力，有較高的傳動效率；缺點是在傳動過程中，主、從動軸的轉(zhuǎn)速不相等。這種不等速性降使傳動軸及相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動機附加交變載荷，產(chǎn)生噪聲，影響部件使用壽命，時常發(fā)生故障。
為了實現(xiàn)兩角間的等速傳動，可采用雙萬向節(jié)傳動，第一萬向節(jié)的不等速效應就有可能被第二萬向節(jié)的不等速效應相抵消，從而實現(xiàn)兩軸間均勻運轉(zhuǎn)。要達到這個目的，還必須滿足兩個條件，一是萬向節(jié)兩軸間的夾角與第二萬向節(jié)兩軸間的夾角相等；二是第一萬向節(jié)從動叉的平面與第二萬向節(jié)主動叉的平面處于同一平面內(nèi)。由于變速器和主減速器是隨發(fā)動機和后橋相對位置而固定的，發(fā)動機定位偏差、前后橋的彈性懸架機構(gòu)的振動，造成其相對位置不斷變化。為保證軸間夾角變化在正常范圍內(nèi)，改善傳動系的等速性能，贏注重對影響傳動軸定位各部件的校正。
另外，萬向傳動裝置有極其廣泛的應用，發(fā)動機前置后輪或全輪驅(qū)動汽車行駛時，由于懸架在行駛過程中由于路況的不平整造成的顛簸發(fā)生不斷變形，變速器或分動器的輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸軸線之間的相對位置經(jīng)常變化，因而普遍采用可伸縮的十字軸萬向傳動軸；某些汽車根據(jù)總布置要求需將離合器與變速器、變速器與分動器之間拉開一端距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸同心及車架的變形，所以常采用十字軸萬向傳動軸或撓性萬向傳動軸；對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，左、右驅(qū)動輪需要隨汽車行駛軌跡變化而改變方向，這時多采用等速萬向傳動軸。
2、目的、依據(jù)和意義
本課題的選擇充分考慮了所研究課題對汽車車輛工程專業(yè)學生學習和工作的指導作用。對本課題的研究能夠使學生了解商用車萬向軸設(shè)計方法，通過本課題的研究，學生可以完成理論課程的實踐總結(jié)，獲得一定的工程設(shè)計工作方法。綜合運用這幾年所學的知識去分析、解決各種相關(guān)問題，在作畢業(yè)設(shè)計的過程中，對所學知識進行整理、運用，提高自己的動手能力和培養(yǎng)自己的解決問題的能力。通過對萬向傳動軸的研究，培養(yǎng)了我的綜合分析、解決問題的能力和獨立工作的能力。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
（1）萬向傳動軸的結(jié)構(gòu)方案的分析；
（2）萬向傳動軸的計算載荷；
（3）萬向傳動軸的運動和受力分析；
（4）萬向傳動軸的選擇；
（5）Pro/E建模，Ansys分析。
2、擬解決的主要問題
（1）傳動軸的計算與強度校核；
（2）傳動軸扭矩強度校核；
（3）傳動軸滑動花鍵的設(shè)計計算；
（4）十字軸的計算與校核；
（5）軸承的計算與強度校核。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查并查閱相關(guān)資料
方案分析
萬向節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳動軸花鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計 計
十字軸參數(shù)計算
軸承參數(shù)計算
傳動軸參數(shù)計算
傳動軸花鍵參數(shù)計算
強度校核
不合格
合格
Pro/E建模，Ansys分析
完成畢業(yè)設(shè)計和說明書
四、進度安排
1、第1～2周（2月28日～3月11日） 調(diào)研、開題報告、文獻綜述 2、第3周（3月14日～3月18日） 傳動軸的設(shè)計計算 3、第4～7周（3月21日～4月15日） 萬向節(jié)的設(shè)計計算 4、第8～9周（4月18日～4月29日） 完成裝配圖 5、第10～11周 （5月2日～5月13日） 完成零件圖 6、第12周（5月16日～5月20日） 完成設(shè)計說明書，并且進行有限元分析 7、第13周 （5月23日～5月27日） 審查修改圖紙、計算及設(shè)計說明書 8、第14周（5月30日～6月3日） 畢業(yè)設(shè)計預答辯準備及答辯
9、第15～16周 （6月6日～6月17日） 畢業(yè)設(shè)計修改
10、第17周（6月20日～6月24日） 畢業(yè)設(shè)計答辯
五、參考文獻
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[20]S.D.Haddad and N.Watson.DESIGN AND APPLICATIONS IN DIESEL ENGINEERING.Ellis Horwood Limited,2006
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日