传动轴设计计算书

传动轴设计算范文在机械设计中，传动轴是一种将旋转运动从一个部件传递到另一个部件的装置。

传动轴通常由金属材料制成，可以通过键槽和键来实现与相邻部件的连接。

传动轴的设计和选择需要考虑许多因素，如传递的力矩、转速、材料强度和耐用性等。

首先，在传动轴设计中，需要确定传动的类型和要求。

传动轴可用于传递转矩、速度或两者兼而有之。

这将决定轴的尺寸、形状和连接方式。

接下来，需要通过分析传递力矩来确定传动轴的直径。

传动轴的直径应根据传递的力矩和轴材料的强度来选择。

可以使用常见的轴材料，如碳素钢、合金钢或不锈钢，这些材料都具有良好的强度和耐磨性。

使用以下公式来计算传动轴的直径：d=(16*T)/(π*σ)其中，d是传动轴的直径，T是传递的力矩，σ是材料的允许应力。

选择合适的轴材料时，还应考虑对应的材料标准，以确保材料的质量和可靠性。

在设计传动轴时，还需要注意轴的转速和转矩分布。

高转速会引起轴的振动和疲劳，因此需要进行适当的轴承支撑和平衡设计，以确保传动的平稳运行。

另外，需要考虑轴的连接方式。

常见的连接方式包括键槽和键的使用。

键槽可以针对轴和相邻部件进行加工，以提供良好的连接强度。

键的尺寸和形状应根据传动轴的尺寸和承载能力来选择，并确保连接的可靠性。

此外，在传动轴设计中，也应考虑到轴的耐用性和使用寿命。

这涉及到材料的磨损和腐蚀特性。

合适的表面处理和涂层可以提高轴的耐用性，并延长使用寿命。

最后，进行传动轴的设计时，需要进行合适的安全系数选择。

安全系数能够考虑设计中的不确定因素，并确保传动轴在各种工作条件下的可靠性。

安全系数的选择应根据实际应用情况和相应的标准或规范进行。

综上所述，传动轴设计是一个综合考虑力学、材料和制造工艺的过程。

通过正确选择材料、计算尺寸和形状、选择连接方式和考虑耐用性等因素，可以设计出满足要求的传动轴，并确保传动系统的可靠运行。

[[τ说明：
对于受扭转轴的校核分为扭转强度校核和刚度校核1，扭转强度校核公式：τ=T/Wt≤[τ]
其中τ的量纲Mpa（N/mm²）,T=Mn为转矩,量纲N.mm，Wt为扭转截面系数,量纲mm³，可查询机械设计手册第5版3-105或通过以下公式计算得到：
实心轴：Wt=πd³/16；空心轴：Wt=π(D 4-d 4)/(16*D)2，刚度校核校核公式:φ=(180/π)*T/(G*Ip）≤[φ]其中G*Ip为扭转刚度，G为切变模量是量纲为GPa的常量，碳钢均为81GPa（81KN/mm²），Ip为极惯性矩，通过CAD或SW草图模块画出截面可以查询到，量纲为mm^4,也可通过公示计算
实心轴：Ip=πd 4/32；空心轴：Ip=π(D 4-d 4)/32
文档信息编写：图惜
参考：《材料力学—第4版》——刘鸿文
《机械设计手册——第五版》——成大先鸣谢：前桥教育——宣言老师
2018.7.18。

传动轴设计计算范文传动轴是通过连接两个轴组成的机械装置，用于传递动力和扭矩。

在设计传动轴时，需要考虑许多因素，包括应用环境、传动效率、可靠性和安全等。

下面我们将探讨传动轴的设计计算。

首先，在传动轴的设计计算中，需要确定扭矩传递的计算方法。

扭矩可以通过下式计算得到：T=P*9550/n其中，T为扭矩（N.m），P为功率（kW），9550为转速换算系数，n 为转速（rpm）。

在计算扭矩时，还需考虑传动系数（Kf）和动载系数（Km）。

传动系数是考虑传动装置的传动效率、工作条件以及装配质量等因素的系数，通常为1.2~1.6、动载系数是考虑传动过程中动态载荷的系数，通常为1.2~1.4确定了扭矩传递计算方法后，需要根据应用环境和工作条件确定传动轴的材料。

常见的传动轴材料包括钢、铝合金和碳纤维等。

不同材料的强度和刚度各有优缺点，需要根据实际需求做出选择。

接下来，需要根据传动轴的长度和直径来计算其弯曲刚度。

弯曲刚度可以通过公式：Φ=(π/32)*(G*d^4)/(L)其中，Φ为弯曲刚度（Nm/rad），G为剪切模量（N/m^2），d为传动轴的直径（m），L为传动轴的长度（m）。

根据传动轴的弯曲刚度，还可以计算得到传动轴的自然频率（f）f=(1/2π)*√(Φ/I)在进行传动轴的设计计算时，还需要考虑传动轴的安全系数。

传动轴的设计应该具有一定的安全储备，以保证传动轴在正常工作负载下不发生失效。

安全系数通常为1.5~2.0，根据实际情况可能有所不同。

最后，需要进行传动轴的强度计算。

强度计算的方法有多种，包括受力分析法、有限元分析法等。

在进行强度计算时，需要考虑各部件的受力情况，包括剪切力、弯矩、挤压力等。

根据受力分析结果，可以选择合适的传动轴尺寸和材料。

综上所述，传动轴的设计计算涉及许多因素，包括扭矩传递计算、材料选择、弯曲刚度计算、自然频率计算、安全系数考虑和强度计算等。

通过合理的设计计算，可以确保传动轴在工作过程中具有良好的传动性能和可靠性。

目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (2)1．2课题背景 (2)1．2课题设计的目的及意义 (2)2工艺设计说明书 (2)1．1零件图工艺性分析 (3)1．2毛坯选择 (3)1．3毛坯－零件合图草图 (5)1．4工序尺寸及其公差确定 (9)1．5设备及其工艺装备确定 (11)1．6切削用量及工时定额确定 (12)3第10号工序刀具设计说明书 (14)1．1工序尺寸精度分析 (14)1．2刀具类型确定 (14)1．3刀具设计参数确定（数据来源参考书[3]） (14)1．4刀具工作草图 (16)4第40号工序量具设计说明书 (16)1．1工序尺寸精度分析 (16)1．2量具类型确定 (16)1．3极限量具尺寸公差确定 (16)1．4极限量具尺寸公差带图 (17)1．5极限量具结构设计 (18)5总结 (18)参考文献 (18)摘要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。

传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。

这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不能承受弯矩。

应该使传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计算中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大。

关键词：传动轴零件刚度强度Abstract:Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty studentscomplete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension.Keywords：Shaft parts stiffness strength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用十分广泛。

传动轴设计计算1概述在汽车传动轴系或其它系统中，为了实现一些轴线相交或相对置经常变化的转轴之间的动力传递，必须采用万向传动装置。

万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，当距离较远时，还需要中间支承。

在汽车行业中把连接发动机与前、后轴的万向传动装置简称传动轴。

传动轴设计应能满足所要传递的扭矩与转速。

现轻型载货汽车多采用不等速万向节传动轴。

2传动轴设计2．1传动轴万向节、花键、轴管型式的选择根据整车提供发动机的最高转速、最大扭矩及变速箱提供的一档速比，及由后轴负荷车轮附着力，计算得扭矩，由两者比较得出的最小扭矩来确定传动轴的万向节、花键、轴管型式。

a 按最大附着力计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =G ·r k ·ψ/i oG 满载时驱动轴上的负荷r k 车轮的滚动半径ψ车轮与地面的附着系数i o 主减速器速比b 按发动机最大扭矩计算传动轴的额定负荷公式：M ψmax =M ·i k1·i p /nM 发动机最大扭矩i k1变速器一档速比i p 分动器低档速比n 使用分动器时的驱动轴数按《汽车传动轴总成台架试验方法》中贯定选取以上二者较小值为额定负荷。

考虑到出现最大附着力时的工况是紧急制动工况此时的载荷转移系数为μ因此实际可利用最大附着力矩： M ψmaxo = M max ·μ传动轴的试验扭矩：由汽车设计丛书《传动轴和万向节》中得知：一般总成的检查扭矩为设计扭矩的 1.5-2.0倍。

传动轴设计中轴管与万向节的设计扭矩也应选取1.5-2.0倍的计算扭矩，以满足整车使用中的冲击载荷。

轴管扭转应力公式:τ=16000DM π(D 4-d 4)<[τ] =120N/ mm 2 D 轴管直径；d 轴管内径；M 变速箱输出最大扭矩；花键轴的扭转应力：τ=16000M πD 23<[τ] =350N/ mm 2D 2花键轴花键底径；D 2=27.667mm 。

目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (2)1．2课题背景 (2)1．2课题设计的目的及意义 (2)2工艺设计说明书 (2)1．1零件图工艺性分析 (3)1．2毛坯选择 (3)1．3毛坯－零件合图草图 (5)1．4工序尺寸及其公差确定 (9)1．5设备及其工艺装备确定 (11)1．6切削用量及工时定额确定 (12)3第10号工序刀具设计说明书 (14)1．1工序尺寸精度分析 (14)1．2刀具类型确定 (14)1．3刀具设计参数确定（数据来源参考书[3]） (14)1．4刀具工作草图 (16)4第40号工序量具设计说明书 (16)1．1工序尺寸精度分析 (16)1．2量具类型确定 (16)1．3极限量具尺寸公差确定 (16)1．4极限量具尺寸公差带图 (17)1．5极限量具结构设计 (18)5总结 (18)参考文献 (18)摘要:轴类零件毕业设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。

传动轴是组成机器零件的主要零件之一，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。

这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不能承受弯矩。

应该使传动轴具有足够的强度和高临界转速，在强度计算中，由于所获取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大。

关键词：传动轴零件刚度强度Abstract:Axial parts of graduation design is mechanical engineering specialty studentscomplete the teaching plan last a very important practical teaching link is to make the students comprehensive use of basic theory, we learned the basic knowledge and skills to solve major problems within the scope of the engineering technology and a basic training. Shift is composed of the main parts of the machine parts, all of the transmission parts motion (for example: gear, gear, etc.) must be installed in the transmission of power to exercise and shaft transmission, often used in the connection between the transmission and drive. The shaft generally is long, and the high speed, can withstand torque not inherit the moment. Should make the shaft has enough rigidity and high speed, strength calculation, because of the large safety factor, thus make shaft dimension.Keywords：Shaft parts stiffness strength一、绪论在我们的日常生活中，传动轴的运用十分广泛。

参 数符号数值公 式■基本参数■传动轴外径,mmD 76传动轴内径,mmd 71传动轴长度,mmL 1135发动机额定转速,r/minn e 4000发动机最大扭矩,N.mmT emax 230000注意单位为N.mm 变速器传动比_1档i g1 4.3134变速器传动比_2档i g2 2.33用不上此数据变速器传动比_3档i g3 1.4364用不上此数据变速器传动比_4档i g41用不上此数据变速器传动比_5档i g50.7887变速器传动比_R 档i gr 4.2201后桥主减速器传动比i 0 4.1分动器传动比_高档i p 1分动器传动比_低档i d 2.48两驱车此处改为1分动器扭矩分配f 0.5一般为0.5:0.5，两驱车此处改为1■直径选择与临界转速校核■要求K＞[K]传动轴最高转速,r/minn max 5072传动轴临界转速,r/min n c9688临界转速时实际安全系数K1.91临界转速时许用安全系数[K] 1.60[K]=1.2~2.0■扭转应力计算■要求τmax ＜[τc ]传动轴计算转矩,N.mmT 11230182传动轴扭转应力,Mpaτc 59.9动载荷系数K 1.8K=1.5~1.8传动轴最大扭转应力,Mpaτmax 107.8传动轴许用扭转应力,Mpa[τc ]300材料为SS400，■花键齿侧挤压应力计算■要求σy ＜[σy ]花键转矩分布不均匀系数K ′ 1.4K ′=1.3~1.4花键大径,mmD h 36.333花键小径,mmd h 32.682花键有效工作长度,mmL h 85花键齿数n 020花键齿侧挤压应力,Mpaσy 32花键齿侧许用挤压应力,Mpa[σy ]40齿面硬度＞HRC35时，滑动式花键[σy ]= 25~ 50MPa ，非滑动式花键[σy ]=50~100MPa ■十字轴的强度计算■要求σw ＜[σw ],τ＜[τ]十字轴轴颈直径,mm d 117传动轴设计与校核[]0.2~2.1[K], max == K ＞n n K c )/(=5max p g e i i n n ⨯f i i T T d g e 1max =)(16441d D DT c -=πτ2228c +102.1=L d D n ⨯0'1)2)(4(n L d D d D K T h h h h h y -+=σ十字轴轴颈油道孔直径,mm d 26力作用点到轴颈根部的距离，mm S 6.25力作用点到十字轴中心距离,mm R 28.25万向节主从动叉轴的夹角,(°)α 3.4646十字轴颈所受最大垂向力,NQ max 21813十字轴颈部的弯曲应力,MPa σw 287十字轴颈部的剪切应力,Mpa τ110十字轴颈部的弯曲许用应力,MPa [σw ]350材料20CrMnTi,表面硬度HRC58~65,[σw ]=350MPa 十字轴颈部的剪切许用应力,Mpa[τ]120材料20CrMnTi,表面硬度HRC58~65,[τ]=120MPA ■十字轴滚针轴承接触应力计算■要求σj ＜[σj ]滚针直径,mmd 0 2.975滚针工作长度,mmL b 11.8滚针列数i 1每列中的滚针数Z 21一个滚针所受到的最大载荷,NF n 4778十字轴滚针轴承接触应力,Mpa σj 3440十字轴滚针轴承许用接触应力,Mpa[σj ]3200滚针和十字轴颈表面硬度＞58HRC ，[σj ]=3000~3200MPa ■连接螺栓强度校核与计算■要求σL ＜[σs ]螺栓安装端面分布圆半径,mm R 42.5单个螺栓所受摩擦力,NF A 7236可靠性系数K f 1.3K f =1.1~1.3螺栓连接接合面数量m 1接合面摩擦系数f 0.15螺纹小径,mmd L 8.647螺纹规格M10×1.25，查表得d L =8.647mm 单个螺栓所受拉力,NF p 62715单个螺栓所受拉应力,MPa σL 1068螺栓材料的屈服极限，MPa σs 900强度等级10.9,σs =900MPa 安全系数S 1.3安全系数S=1.3螺栓材料的许用屈服极限，MPa [σs ]692)cos 2/(1max αR T Q =()4241max 1w d 32d d S Q -=πσiZ F n Qmax 6.4=()2221max 4d d Q -=πτb n j L F d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=0111272σR T F A 4/1=mf /A f p F K F =2/4L p L d F πσ=S s s /][σσ=。

传动轴设计说明书商⽤汽车万向传动轴设计摘要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。

关键字：万向传动轴、伸缩花键、⼗字轴万向节、临界转速、扭转强度概述汽车上的万向传动轴⼀般是由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。

主要是⽤于在⼯作过程中相对位置不断变化的两根轴间传递转矩和旋转运动。

在动机前置后轮驱动的汽车上，由于⼯作时悬架变形，驱动桥主减速器输⼊轴与变速器输出轴间经常有相对运动，普遍采⽤万向节传动（图1—1a、b）。

当驱动桥与变速器之间相距较远，使得传动轴的长度超过1.5m时，为提⾼传动轴的临界速度以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两段，万向节⽤三个。

此时，必须在中间传动轴上加设中间⽀承。

在转向驱动桥中，由于驱动桥⼜是转向轮，左右半轴间的夹⾓随⾏驶需要⽽变，这是多采⽤球叉式和球笼式等速万向节传动（图1—1c）。

当后驱动桥为独⽴悬架结构时也必须采⽤万向节传动（图1—1d）。

万向节按扭转⽅向是否有明星的弹性，可分为刚性万向节和挠性万向节两类。

刚性万向节⼜可分为不等速万向节（常⽤的为普通⼗字轴式），等速万向节（球叉式、球笼式等），准等速万向节（双联式、凸块式、三肖轴式等）。