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word说明书一份，共69页，约24000字
开题报告一份

CAD版本图纸，共7张
ansys软件程序

摘    要

万向传动装置是汽车传动系中的重要总成，它直接与变速器和驱动桥相联系，用来实现对传动系的动

力传递。课题研究对象是后轮驱动广泛应用的十字轴式万向传动装置，主要零件包括传动轴、万向节

、支撑装置等，这些关键零部件的设计对整个万向传动装置性能具有很大的影响。
本文主要是对汽车的十字轴式万向传动装置进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照传动系统

的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：十字轴、万向节、传动轴、中

间支承的参数确定，并进行了总成设计主要为：十字轴的设计，万向节的设计、传动轴的设计以及中

间支承的设计等。并通过有限元ANSYS软件对设计万向传动装置进行结构分析，根据分析结果对万向传

动装置进行改进优化设计并得出合理的设计方案。在传动轴的设计中采用有限元技术研究这些关键零

部件的静力学特性，对其结构进行优化设计，可以大大缩短万向传动装置总成开发周期、降低开发费

用，提高设计质量，保证其设计的精确性。
关键词：万向传动装置；十字轴；万向节；传动轴；有限元分析；优化设计

目    录

摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪论 1
1.1课题研究的目的意义 1
1.2课题的国内外研究现状 1
1.3设计的主要内容与技术路线 2
第2章 万向传动装置结构方案确定 4
2.1设计已知参数 4
2.2万向传动的运动和受力分析 4
2.2.1单十字轴万向节传动 4
2.2.2双十字轴万向节传动 6
2.2.3多十字轴万向节传动 7
2.3结构方案的确定 7
2.3.1万向节与传动轴的结构型式 7
2.3.2传动轴管、伸缩花键及中间支承结构方案分析 8
2.3.3万向节类型分析 10
2.4本章小结 14
第3章 万向传动装置设计 15
3.1万向节传动的计算载荷 15
3.1.1按发动机最大转矩和一档传动比来计算 15
3.1.2按驱动轮打滑来计算 15
3.2 万向传动轴的计算载荷 16
3.2.1初选十字轴万向节尺寸 16
3.2.2十字轴万向节设计与校核 18
3.3 滚针轴承设计 19
3.3.1滚针轴承初选尺寸 19
3.3.2滚针轴承的接触应力 19
3.4 万向节叉设计和校核 20
3.5 传动轴的设计计算 21
3.5.1传动轴的临界转速 22
3.5.2传动轴长度和内外径确定 23
3.5.3传动轴的校核 23
3.6 花键轴的设计计算 24
3.6.1花键轴初选尺寸 24
3.6.2花键轴的校核 25
3.7 中间支承的结构分析和设计 25
3.8 本章小结 28
第4章 万向传动装置的有限元静力学分析 29
4.1 基于Pro/ENGINEER软件的三维建模 29
4.1.1 Pro/ENGINEER软件简介 29
4.1.2利用Pro/E进行三维建模 30
4.2基于ANSYS的有限元模型生成 31
4.2.1 ANSYS有限元分析软件的简介 31
4.2.2 Pro/E与ANSYS接口的创建 33
4.2.3基于ANSYS的有限元模型生成 35
4.3万向传动装置静载和约束的施加与结果分析 36
4.3.1十字轴有限元受力分析 36
4.3.2万向节有限元受力分析 39
4.3.3中间传动轴有限元受力分析 44
4.4本章小结 47
第5章 万向传动装置的有限元优化设计 48
5.1优化设计概述 48
5.2基于有限元的十字轴优化设计 49
5.2.1十字轴数学模型建立 49
5.2.2十字轴优化结果分析 50
5.3万向节叉的结构优化 52
5.3.1万向节叉的数学模型建立 52
5.3.2万向节叉的优化结果分析 53
5.4传动轴管的优化 56
5.4.1传动轴管的数学模型建立 56
5.4.2传动轴管优化结果分析 56
5.5万向传动装置优化后尺寸的确定 58
5.6进行整机装配与校核 58
5.6.1 Pro/E实体建模后的整体装配图 58
5.6.2干涉检查 60
5.7本章小结 61
结论 62
参考文献 63
致谢 64
附录 65
附录A 外文文献原文 65
附录B 外文文献中文翻译 69