摘 要

Abstract II

1 绪论 1

1.1万向节概述 1

1.2两种等速万向节介绍 2

1.3 国内外研究现状 3

1.4 论文的主要研究内容和技术路线 4

2.等速万向节尺寸参数确定 4

2.1 RF104等速万向节结构基本参数的确定 4

2.2 TJ97等速万向节结构基本参数的确定 8

2.3 CATIA 建模 12

3.万向节重要零件的材料及工艺流程 14

3.1 筒形外壳 14

3.2 球笼 15

3.3 星形套 17

3.4 半轴 18

3.5 星形套与半轴的固定 18

4球笼式万向节的润滑 18

5.等速万向节的效率 18

6万向节寿命分析 18

7设计总结 21

参考文献 22

致 谢 23

摘 要

从最近几年来看，随着全世界及我国的汽车工业生产制造设计水平的逐渐提升以及汽车零部件制造水平的迅猛发展。万向传动装置的设计制造对于汽车设计来说已经不可或缺、极其重要，在万向传动装置的构成中，万向节是极为重要的组成部分。并且在众多万向节品种之中，球笼式万向节和三球销式万向节是其中的佼佼者，占有最大的市场地位且得到最为广泛的使用。这两种万向节在整个汽车传动系统中有着举足轻重的作用。然而，在等速万向节的理论研究和应用研究领域，我国的科研水平依旧和世界最先进国家有很大差距。

本次毕业设计的主要内容就是以某的新能源汽车为例子，根据万向节设计的有关原理和准则来进行设计一款等速万向节。在本次设计中我选用RF104等速万向节来作为万向节的外球笼和TJ97等速万向节作为万向节的内球笼。并且在对两种万向节进行参数设计之后，进而利用CATIA软件进行了建模并完成装配工作。

最后本次设计的等速万向节符合基本要求，满足使用寿命要求，结构紧凑，强度合理。

关键词：汽车；等速万向节；球笼式；

Abstract

In recent years, the design level of automobile industry in the world and China has gradually improved and the rapid development of parts manufacturing level has been achieved. The design of universal drive has been an indispensable part of automobile design. The universal joint is the most important component in the design of universal drive. The most widely used universal joints are the ball cage type universal joint and the three ball pin type universal joint. These two kinds of universal joints play an irreplaceable role in automobiles.

There is still a big gap between the theoretical research and Application Research of the constant velocity universal joint and advanced technology abroad.

Therefore, this paper mainly studies the prototype of a new energy vehicle in a domestic factory. According to the parameters of the vehicle, the RF104 isokinetic universal joint and the TJ97 constant speed universal joint are assembled in the inner and outer sides of the semi axle respectively. Besides, the structure optimization of the two kinds of universal joints is carried out, and then the modeling work is done by using CATIA software and the assembly is completed.

Finally, the design results show that the design of the constant speed universal joint basically meets the requirements, and meets the requirements of use, with compact structure and reasonable strength.

Key Words：Automobile; constant speed universal joint; ball cage type;

绪论

1.1万向节概述

在现有的汽车构造中，万向节相当于一个纽带，用来连接两轴之间的动力传递，具有承上启下的核心作用，具有极其关键的地位。万向节和传动轴两者共同组成了万向传动设备，都是不可或缺的一部分，而且在特殊情况下还可以加入中间支撑，通过万向节可以实现不同轴线上的动力传递。

万向节的英文翻译为universal joint，它用于实现变角度的动力传递和功率传输。它被用来改变传输轴的方向。万向节是汽车驱动系统中的的“关节”部分，具有改变力的方向的作用。万向节的结构和功能就如同自己身体上的关节，可以使各连接部件之间的角度在一定范围内变化，如同人的手腕运动一样，可以让手灵活运动。为了满足动力传递所需要的角度变化，来实现汽车转向和行驶， 汽车的车轴半轴和驱动轴之间需要去安装万向节以实现这种功能。实际汽车运行时，由于车辆本身状况的限制，偏转角的要求相对较大，单万向节并不能让输出轴总与输入轴的轴线在同一平面。并且由于普通万向节的致命缺陷，会导致轴强烈振动，使得机械零件的损坏速度加快，也会产生了很大的噪声，因此没有前面这些缺点的等速万向节得到了广泛使用。

在汽车的行驶过程中，由于路面不平整，载荷变化或两个装配位置差会改变传动轴与主动轴主减速器输入轴之间的角度和距离不在同一平面内，。而万向节的作用就是去让输入输出轴两轴的瞬时角速度一直保持一致，从而让传动轴的两边角速度相等。根据扭转方向的弹性条件，万向节可分为刚性万向节和挠性万向节，刚性万向节主要由铰链构成，挠性万向节通过弹性元件传递，此外，根据不同的运动特性，刚性万向节可分为不等速万向节（十字轴常用）、准等速万向节和等速万向节^[1]。本文主要研究球笼式和三球销式等速万向节在断开式驱动桥中的应用，内外球笼分别为三球销和球笼式等速万向节，对于球笼式来说，力从输入轴输入，然后经过星形套传递给钢球，最后传递到钟形罩上，利用钟形罩来实现力的输出，这种力的传导方式可以改变力矩的方向，进而实现不同平面内轴的力和动力传递。

1.2两种等速万向节介绍

1.2.1球笼式等速万向节

如图1-1所示。球壳8的内表面具有六个对应的凹槽，形成外滚道，并且六个钢球分别安装在凹槽中。动力通过花键通过传动轴传递，然后通过钢球和球壳传递.且星形套7通过花键来实现与轴的连接，且保持架4可以确保所有钢球在同一平面内运动，不会出现钢球脱离的情况。钟形罩是最后输出的部件，动力的输出是靠钟形罩来实现的。