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機(jī)電工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)方案
論證報(bào)告
設(shè)計(jì)題目:GD6126客車設(shè)計(jì)—傳動(dòng)軸及懸架設(shè)計(jì)
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20xx年03月20日
2
目 次
1 汽車懸架、傳動(dòng)軸發(fā)展趨勢(shì)分析 1
1.1 現(xiàn)代汽車懸架形式 1
1.2 現(xiàn)代汽車懸架上的組成 1
1.3 汽車懸架的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.4 汽車傳動(dòng)軸的發(fā)展現(xiàn)狀 4
2 懸架設(shè)計(jì)概述 5
3 懸架的結(jié)構(gòu)方案分析 6
3.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架 6
3.2 前、后懸架方案的選擇 7
4 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)概述 9
4.1 傳動(dòng)軸的組成與要求 9
4.2 傳動(dòng)軸組成結(jié)構(gòu) 9
5 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析 9
5.1 十字軸式萬(wàn)向節(jié) 10
5.2準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié) 10
論證結(jié)果 11
參考文獻(xiàn) 12
15
1 汽車懸架、傳動(dòng)軸發(fā)展趨勢(shì)分析
1.1 現(xiàn)代汽車懸架形式
所謂汽車懸掛,就是指汽車車身和車輪彈性地連接起來(lái)的機(jī)構(gòu)。俗稱汽車的避震、懸掛和懸架的意思都一樣，都是指車輪與車身之間的連接物，避震是通俗叫法，而懸掛和懸架均是"學(xué)名"。??
? 懸架是將車身與車橋、車輪彈性相連，傳遞作用在車輪和車身之間的力和力矩，緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊，并衰減由此引起的振動(dòng)，以保證汽車正常行駛時(shí)的平順性、操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性。目前多數(shù)汽車的懸架都是被動(dòng)式懸架，即汽車的車輪和車身狀態(tài)只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況以及汽車的彈性支承元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。??
汽車上的懸掛結(jié)構(gòu)大體可分為兩種：一種是左、右車輪用一根剛性軸連起來(lái)并與車身相連的叫非獨(dú)立懸掛。常見(jiàn)卡車使用的鋼板彈簧避震系統(tǒng)就是非獨(dú)立懸掛。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、容易制造、維修方便、輪胎磨損小和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是當(dāng)汽車在高速或在不平路面行駛時(shí)，容易顛簸，使人感到不舒服。??
另一種是左、右車輪不連在一根軸上，而是單獨(dú)通過(guò)懸掛與車身連接的叫獨(dú)立懸掛。往往轎車的舒適性比卡車好,?是因?yàn)檫@些車采用了獨(dú)立懸掛，其結(jié)構(gòu)是用輕便的杠桿、擺臂代替了整體車軸，當(dāng)一側(cè)車輪駛?cè)氚纪共黄铰访鏁r(shí)，不會(huì)牽動(dòng)另一側(cè)車輪而引起沖擊振動(dòng)，這就提高了乘座舒適性。但采用獨(dú)立懸掛后也相應(yīng)使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本上升。常見(jiàn)的獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)型式有：螺旋彈簧雙橫臂獨(dú)立懸掛、扭桿式獨(dú)立懸掛、滑柱擺臂式獨(dú)立懸掛和麥弗遜式獨(dú)立懸掛等。??
現(xiàn)代轎車的前輪都采用獨(dú)立懸掛，后輪雖然比前輪采用獨(dú)立懸掛的要少，但中、高級(jí)轎車一般都是四輪獨(dú)立懸掛。
1.2 現(xiàn)代汽車懸架上的組成
典型的汽車懸掛結(jié)構(gòu)由彈性元件、減震器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，這三部分分別起緩沖，減振和力的傳遞作用。絕大多數(shù)懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結(jié)構(gòu)，但不同類型的懸掛的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)差異卻很大，這也是懸掛性能差異的核心構(gòu)件。
圖1 懸架的組成
彈性元件：彈性元件用來(lái)承受并傳遞垂直載荷、緩和不平路面、緊急制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)彎引起的沖擊或車身位置的變化。常見(jiàn)的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。
減震器：減振器用來(lái)衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)。減振器的類型有筒式減振器、阻力可調(diào)式減振器和充氣式減振器。用于限制彈簧的自由振蕩，提高乘坐舒適性。
導(dǎo)向裝置：導(dǎo)向裝置用來(lái)使車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起傳遞力作用。通常導(dǎo)向裝置由控制擺臂式桿件組成，有單桿式和連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，它本身兼導(dǎo)向作用，可不另設(shè)導(dǎo)向裝置。用于使上述部件定位，并控制車輪的橫向和縱向運(yùn)動(dòng)。
橫向穩(wěn)定器：橫向穩(wěn)定器也歸屬于導(dǎo)向裝置。在有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)有橫向穩(wěn)定桿，目的是提高側(cè)傾剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。用于防止汽車橫向擺動(dòng)。
1.3 汽車懸架的發(fā)展趨勢(shì)
被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),剛度和阻尼都是不可調(diào)的,依照隨機(jī)振動(dòng)理論,它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果.但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠,成本相對(duì)低廉且不需額外能量,因而應(yīng)用最為廣泛.在我國(guó)現(xiàn)階段,仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。
被動(dòng)懸架性能的研究主要集中在三個(gè)方面:通過(guò)對(duì)汽車進(jìn)行受力分析后,建立數(shù)學(xué)模型,然后再用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù);研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器,使懸架在絕大部分路況上保持良好的運(yùn)行狀態(tài)研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu),使汽車懸架在滿足平順性的前提下,穩(wěn)定性有大的提高。
半主動(dòng)懸架的研究集中在兩個(gè)方面:執(zhí)行策略的研究;執(zhí)行器的研究.阻尼可調(diào)減振器主要有兩種,一種是通過(guò)改變節(jié)流孔的大小調(diào)節(jié)阻尼,一種是通過(guò)改變減振液的粘性調(diào)節(jié)阻尼.節(jié)流孔的大小一般通過(guò)電磁閥或步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行有級(jí)或無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié),這種方法成本較高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜.通過(guò)改變減振液的粘性來(lái)改變阻尼系數(shù),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)噪音和沖擊等特點(diǎn),因此是目前發(fā)展的主要方向.在國(guó)外,改變減振液粘性的方法主要有電流變液體和磁流變液體兩種。
主動(dòng)懸架研究也集中在兩個(gè)方面:可靠性;執(zhí)行器.由于主動(dòng)懸架采用了大量的傳感器、單片機(jī)、輸出輸入電路和各種接口,元器件的增加降低了懸架的可靠性,所以加大元件的集成程度,是一個(gè)不可逾越的階段.執(zhí)行器的研究主要是用電動(dòng)器件代替液壓器件.電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線伺服電機(jī)和永磁直流直線伺服電機(jī)具有較多的優(yōu)點(diǎn),今后將會(huì)取代液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu).運(yùn)用電磁蓄能原理,結(jié)合參數(shù)估計(jì)自校正控制器,可望設(shè)計(jì)出高性能低功耗的電磁蓄能式自適應(yīng)主動(dòng)懸架,使主動(dòng)懸架由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。
國(guó)外汽車空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧→氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣懸架→主動(dòng)全空氣懸架”的變化型式。主動(dòng)全空氣懸架應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的空氣懸架系統(tǒng)的性能得到很大改善，汽車在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能(如故障診斷功能等)。目前ECAS系統(tǒng)在歐洲國(guó)家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，隨著人們生活水平的提高，對(duì)汽車舒適性的要求也越來(lái)越高，可以預(yù)見(jiàn)，ECAS這一先進(jìn)的空氣懸架系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用將越來(lái)越普及。
近幾年，我國(guó)空氣懸架的需求主要是與高等級(jí)客車的銷售量直接相關(guān)，2002年高級(jí)客車銷售量為4000臺(tái)左右，2003年突破6000臺(tái)，據(jù)統(tǒng)計(jì)高級(jí)客車的需求以每年15％的速度增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家汽車行業(yè)“十五規(guī)劃”要求：我國(guó)的客車將重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)高速公路需要的大中型客車，專用客車底盤及關(guān)鍵總成。及根據(jù)市場(chǎng)需求適當(dāng)發(fā)展高檔旅游客車。十五規(guī)劃預(yù)測(cè)，2005年大中型客車年需求量為12～16萬(wàn)輛，交通部頒布實(shí)施JT/T325-2002的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)大中型客車配置懸架類型作了規(guī)定，其中高級(jí)大中型客車必須采用空氣懸架。這為空氣懸架產(chǎn)品的推廣使用創(chuàng)造了一個(gè)良好的外部環(huán)境。
1.4 汽車傳動(dòng)軸的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸在汽車傳動(dòng)系中用得比較廣泛。另外一個(gè)重要的組成部分是滑動(dòng)花鍵副，由內(nèi)、外花鍵組成，用于傳遞長(zhǎng)度的變化。傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)擺角和滑動(dòng)花鍵副的最大伸縮量，是根據(jù)整車布置時(shí)進(jìn)行的傳動(dòng)軸跳動(dòng)校核而確定的。一般的情況下還可能有傳動(dòng)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(shí)心軸具有更高的臨界轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)。
“為滿足汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，應(yīng)全面提升傳動(dòng)軸行業(yè)的綜合水平，全面優(yōu)化行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，與汽車產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展”。平心而論，傳動(dòng)軸行業(yè)要完成這個(gè)目標(biāo)確實(shí)還需要走很長(zhǎng)的一段路。
針對(duì)傳動(dòng)軸行業(yè)的現(xiàn)狀，我們就行業(yè)未來(lái)發(fā)展提出幾點(diǎn)思路：
一、推進(jìn)傳動(dòng)軸行業(yè)企業(yè)兼并重組，機(jī)制改革。結(jié)合本行業(yè)企業(yè)實(shí)際，深入抓好企業(yè)機(jī)制改革，解決好融資渠道和資本運(yùn)作問(wèn)題、資源整合問(wèn)題、結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化問(wèn)題、勞資關(guān)系問(wèn)題、利益分配問(wèn)題等，為企業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展提供根本保證。
二、緊跟世界汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，確定傳動(dòng)軸零部件研發(fā)方向，開(kāi)展產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)升級(jí)遵循原則。
（1）適應(yīng)汽車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)在安全、環(huán)保、節(jié)能方面日趨嚴(yán)格的要求；
（2）應(yīng)用新型輕質(zhì)、環(huán)保材料、適應(yīng)汽車輕量化、潔凈化要求；
（3）發(fā)展再制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
三、加快技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)。著重抓好傳動(dòng)軸行業(yè)前10名重點(diǎn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)，積極支持和推薦國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心的建立和第三方傳動(dòng)軸零部件公共檢測(cè)機(jī)構(gòu)項(xiàng)目、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力改造提升項(xiàng)目及零部件企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目等，提高傳動(dòng)軸產(chǎn)品檢測(cè)能力和水平。加大行業(yè)企業(yè)技術(shù)改造投資力度。
四、實(shí)施自主品牌戰(zhàn)略。引導(dǎo)傳動(dòng)軸行業(yè)企業(yè)將發(fā)展自主品牌作為企業(yè)戰(zhàn)略重點(diǎn)，支持企業(yè)通過(guò)自主開(kāi)發(fā)、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、國(guó)內(nèi)外并購(gòu)等多種方式發(fā)展自主品牌。通過(guò)消化吸收引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新以及產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等渠道，通過(guò)科技投入，積極開(kāi)展研究與試驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)科技人員的積極性，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和發(fā)展自主品牌，提高企業(yè)的影響力。
2 懸架設(shè)計(jì)概述
懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架與車軸彈性連接起來(lái)。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定，使汽車獲得高速行駛能力。
懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等組成。
導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向桿系組成，用來(lái)決定車輪相對(duì)于車架的運(yùn)動(dòng)特性，并傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外的各種力和力矩。當(dāng)用縱置鋼板彈簧作彈性元件時(shí)，它兼起導(dǎo)向裝置的作用。緩沖塊用來(lái)減輕車軸對(duì)車架的直接沖撞，以防彈性元件產(chǎn)生過(guò)大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車，能減少汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng)。
對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求有：
1）保證汽車有良好的行駛平順性。
2）具有合適的衰減振動(dòng)的能力。
3）保證好的操縱穩(wěn)定性。
4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保持車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾角要合適。
5）隔聲能力好。
6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小。
7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。
為滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應(yīng)合理，對(duì)乘用車，要求前懸架固有頻率小于后懸架的固有頻率，還要盡量避免懸架撞擊車架。在簧上質(zhì)量變化的情況下，成身高度變化要小，因此，應(yīng)采用非線性彈性特性懸架。
汽車在不平路面上行駛時(shí)，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振動(dòng)。為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減震器，并使之具有合理的阻尼。利用減震器的阻尼作用，使汽車振動(dòng)的振幅連續(xù)減小，直至振動(dòng)停止。
要正確地選擇懸架方案和參數(shù)，在車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，使主銷定位角變化不大、車輪運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)使之具有不足轉(zhuǎn)向特性。
獨(dú)立懸架導(dǎo)向桿系鉸鏈處多采用橡膠襯套，能隔絕車輪所受來(lái)自路面的沖擊向車身的傳遞。近年來(lái)，主動(dòng)懸架的出現(xiàn)不僅能很好地提高汽車行駛性能，而且能更好地保持車廂姿態(tài)，減小側(cè)傾、縱傾。
3 懸架的結(jié)構(gòu)方案分析
3.1 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架
圖2 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架
?非獨(dú)立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動(dòng)時(shí)，影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜，汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于構(gòu)造較簡(jiǎn)單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。??
?獨(dú)立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車架(或車身)下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車輪不受波及，汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小。現(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨(dú)立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。???
獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥克弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動(dòng)的懸架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架。
3.2 前、后懸架方案的選擇
方案1：鋼板彈簧非獨(dú)立懸架
鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。
圖3 鋼板彈簧非獨(dú)立懸架
為了提高汽車的平順性，有些輕型貨車采用主簧下加裝副簧，實(shí)現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧。其主簧由厚度為9mm的4片（或3片）和副簧厚度為15mm的2片（或3片）組成幾種車型漸變剛度鋼板彈簧。在小載荷狀況時(shí)，僅主簧起作用，而當(dāng)載荷增到一定值時(shí)，主簧與副簧接觸，共同發(fā)揮作用，懸架剛度得到提高，彈簧特性變?yōu)榉蔷€性的，當(dāng)副簧全部參加工作后，彈簧特性又變成線性的。這類懸架特點(diǎn)是副簧逐漸隨載荷增加而參加工作，因此懸架剛度的變化平穩(wěn)，改善了汽車行駛平順性能。
方案2：空氣彈簧非獨(dú)立懸架
汽車在行駛時(shí)由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車時(shí)車身被抬高，滿載時(shí)車身則被壓得很低，會(huì)出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對(duì)于不同類型汽車提出不同的要求，礦山及大型客車要求 其空車與滿載時(shí)的車身高度變化不大；對(duì)于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過(guò)能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架可以滿足要求。
如圖D－X5－13所示。囊式空氣彈簧5的上下端分別固定在車架和車橋上。經(jīng)壓氣機(jī)1產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)油水分離器10和壓力調(diào)節(jié)器9進(jìn)入貯氣筒8。壓力調(diào)節(jié)器可使貯氣筒中的壓縮空氣保持一定壓力。儲(chǔ)氣罐8通過(guò)管路與2個(gè)空氣彈簧相通。儲(chǔ)氣罐和空氣彈簧中的空氣壓力由車身高度調(diào)節(jié)閥3控制，空氣彈簧只承受垂直載荷，因而必加設(shè)減振器，其縱向力和橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向推力桿來(lái)傳遞。
圖4 空氣彈簧非獨(dú)立懸架
1. 壓氣機(jī)；2.7. 空氣濾清器；3. 車身高度控制閥；4. 控制桿； 5. 空氣彈簧；6. 儲(chǔ)氣罐；8. 貯氣筒；9. 壓力調(diào)節(jié)器；10. 油水分離
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)：GD6126客車、總質(zhì)量16000kg，最高車速120km/h，比功率11kw/t，前、后懸架都采用成本低廉，容易制造，工作可靠的縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。
4 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)概述
4.1 傳動(dòng)軸的組成與要求
萬(wàn)向傳動(dòng)軸一般是由萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸和中間支承組成。主要用于在工作過(guò)程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
萬(wàn)向傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：
1.保證所連接的兩根軸相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，能可靠地傳遞動(dòng)力。
2.保證所連接兩軸盡可能等速運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.由于萬(wàn)向節(jié)夾角而產(chǎn)生的附加載荷、振動(dòng)和噪聲應(yīng)在允許范圍內(nèi)。
4.傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，維修容易等。
變速器或分動(dòng)器輸出軸與驅(qū)動(dòng)橋輸入軸之間普遍采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，多采用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。當(dāng)后驅(qū)動(dòng)橋?yàn)楠?dú)立的彈性，采用萬(wàn)向傳動(dòng)軸。
4.2 傳動(dòng)軸組成結(jié)構(gòu)
由傳動(dòng)軸及其兩端焊接的花鍵軸和萬(wàn)向節(jié)叉組成。一般設(shè)有由滑動(dòng)叉和花鍵軸組成的滑動(dòng)花鍵，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)長(zhǎng)度的變化。為了減小滑動(dòng)花鍵的軸向滑動(dòng)阻力和磨損，對(duì)花鍵齒進(jìn)行磷化處理或噴涂尼龍層。在花鍵槽中放入滾針、滾柱或滾珠等滾動(dòng)元件，以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，提高傳動(dòng)效率。對(duì)于有嚴(yán)重沖擊載荷的傳動(dòng)，采用彈性傳動(dòng)軸。花鍵應(yīng)有潤(rùn)滑及防塵措施，花鍵齒與鍵槽間隙不宜過(guò)大，且應(yīng)按對(duì)應(yīng)標(biāo)記裝配，以免裝錯(cuò)破壞傳動(dòng)軸總成的動(dòng)平衡。
5 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析
剛性萬(wàn)向節(jié)可分為不等速萬(wàn)向節(jié)（如十字軸式）、準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)（如雙聯(lián)式、凸塊式、三銷軸式等）和等速萬(wàn)向節(jié)（如球叉式、球籠式等）。?
不等速萬(wàn)向節(jié)是指萬(wàn)向節(jié)連接的兩軸夾角大于零時(shí)，輸出軸和輸入軸之間以變化的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)。?
準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)是指在設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)，而在其它角度下工作時(shí)瞬時(shí)角速度比近似等于1的萬(wàn)向節(jié)。?
輸出軸和輸入軸以等于1的瞬時(shí)角速度比傳遞運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)，稱之為等速萬(wàn)向節(jié)。???
撓性萬(wàn)向節(jié)是靠彈性零件傳遞動(dòng)力的，具有緩沖減振作用。?
5.1 十字軸式萬(wàn)向節(jié)
典型的十字軸萬(wàn)向節(jié)主要由主動(dòng)叉、從動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其軸向定位件和橡膠密封件等組成。?
??十字軸萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，耐久性好，傳動(dòng)效率高，生產(chǎn)成本低。但所連接的兩軸夾角不宜過(guò)大，當(dāng)夾角由4°增至16°時(shí)，十字軸萬(wàn)向節(jié)滾針軸承壽命約下降至原來(lái)的1/4。?
5.2準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)?
???雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)是由兩個(gè)十字軸萬(wàn)向節(jié)組合而成。為了保證兩萬(wàn)向節(jié)連接的軸工作轉(zhuǎn)速趨于相等，可設(shè)有分度機(jī)構(gòu)。偏心十字軸雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)取消了分度機(jī)構(gòu)，也可確保輸出軸與輸入軸接近等速。?
??雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)的主要優(yōu)點(diǎn)是允許兩軸間的夾角較大（一般可達(dá)50°，偏心十字軸雙聯(lián)式萬(wàn)向節(jié)可達(dá)60°），軸承密封性好，效率高，工作可靠，制造方便。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，外形尺寸較大，零件數(shù)目較多。
綜合上述萬(wàn)向節(jié)的特點(diǎn)，結(jié)合轎車所用非斷開(kāi)時(shí)車橋，采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)既符合要求，花費(fèi)又小。
論證結(jié)果
通過(guò)論證，GD6126客車的前、后懸架都采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，縱置鋼板彈簧作為彈性元件又可作導(dǎo)向裝置，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且符合客車的行駛平順性要求。
本次設(shè)計(jì)的萬(wàn)向傳動(dòng)軸的萬(wàn)向節(jié)采用十字軸式萬(wàn)向節(jié)，定位方式為蓋板式軸承軸向定位。
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