在确定传动轴截面尺寸时，一定要使传动轴的实际最大转速小于其临界转速，其安全系数k应在以下范围内。
k?nko（3.11） ?1.2~2.0
nmax式中：nmax—为对应于车辆最大行驶速度时，传动轴的转速。
如果传动轴的动平衡很好，而且花键连接制造精度很高，此时临界转速的安全系数，可取较小值。
当传动轴质量不平衡或花键连接处磨损出间隙后，传动轴就能在低于临界转速下发生破坏。表3.1为某载重汽车的实验数据，nv表示传动轴破坏转速。 传动轴总成应进行动平衡试验，其不平衡度为：对轿车及轻型客、货车，3000~6000r/min时不大于1~2N·mm；对5t以上的货车，在1000~4000r/min时不大于10N·mm。十字轴端面磨损会使其轴向间隙及窜动增大而影响动平衡，因此应严格控制该间隙或采用弹性盖板，有的可加装端面滚针轴承，传动轴总成的径向全跳动动应不大0.5~0.8mm。由公式3.10可以确定传动轴总成的最大可能长度，如果它小于汽车总布置所要求的传动轴尺寸，则需在变速器和后驱动桥之间安置两根万向传动轴，且在它们的联接处（在前传动轴后端）需设置固定在车架车身上的中间支承。在某些轿车上，为了缩短传动轴的长度而采用加长的变速器。
表3.1 某载重汽车传动轴的破坏转速与行驶里程的关系
行驶里程（km） 0 17000 100000 在重心平面上的振摆（mm） 1.15 1.58 2.75 破坏转速与临界转速之比（nv/nk0） 0.92 0.86 0.69 3.2.2传动轴的临界转速
本设计传动方式为开式、两轴，三个万向节带中间支承形式。解放牌CA1140重型载货汽车主要技参数见附录。
由安全系数k?nko，得计算临界转nko?knmax，取k=1.5，转速nmax为对应nmax 11
于车辆最大行驶速度时，传动轴的转速 nmax?nemax?ik5 式中：nemax—发动机最大功率时的转速nemax?2600r/min；
ik5—变速器最高档传动比ik5?1；则：
nmax?nemax?ik5?2600?1?2600r/min。 将nmax?2600 r/min代入nko?knmax得：
nko?knmax?1.5?2600?3900r/min
取nko?4000r/min 3.2.3传动轴管内外径确定
选取主传动轴进行计算：电焊管参数应按冶金部标准YB242-63选取。表3.2给出外径D=60~95mm的标准参数值。
表3.2 60～95mm电焊钢管YB242-63 （mm） 外径（mm） 60 63.5 70 75 83 89 95 钢管厚度（mm） 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、 4.0、4.2、4.5 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、 4.0、4.2、4.5 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、 4.0、4.2、4.5、4.8 1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.5、2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、 4.0、4.2、4.5、4.8
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由于传动轴为开式，两端自由支承所以临界转速按公式3.9计算。设主传动轴外径为Dc2，内径为dc2，传动轴管厚度为B。初选传动轴管外径Dc?95mm，厚度
B?2mm，则dc?Dc?2B?95?4?91mm将nko?4000r/min，主传动轴长度
Lc?1400mm，外径Dc?95mm，内径dc?91mm代入3.9得：
nk0?1.2?108Dc?dcLc222952?912?1.2?10??8054r/min
140028经计算主传动轴符合临界转速设计要求。 3.2.4传动轴扭矩强度校核
在按临界转速nk0初选轴管断面尺寸以后，还需要进行扭转强度验算，由于传动轴夹角α引起的附加扭矩和弯矩很小，所以为了计算简单，将不考虑由于夹角α而引起的附加扭矩和弯矩，只按纯扭矩计算其扭转应力。传动轴的最大扭转应力?(MPa)可按下式计算：
T （3.12） W式中：T—传动轴的计算扭矩，N·mm； ??W—抗扭断面模量，对空心轴W??D4?d416(D)。
将W代入上式，则传动轴扭转强度应满足以下要求：
??16DT?[?] （3.13）
?(Dc4?dc4)式中：[?]—许用扭转应力，[?]?300MPa
传动轴计算扭计算公式如下:
T?kdTemaxi1? （3.14） n式中：Temax—发动机最大转矩(N·mm)，Temax?608?103N·mm；
n—计算驱动桥数，CA1140为后桥驱动车辆，所以取n?1；
i1—变速器一挡传动比，CA1140装配的变速器一挡传动比i1?7.287；
?—发动机到万向传动轴之间的传动效率，取??0.9；
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kd—猛接离合器所产生的动载系数，液力自动变速器kd?1，具有手动操纵 机械变速器的高性能赛车kd?3，性能系数fj?0 的汽车：kd?1，fj?0的
汽车：kd?2或由经验选定。 性能系数fj计算由下式计算：
fj?magmag?1??? 当16?0.1950.195?16时 ??Temax100?Temax?mgfj?0 当0.195a?16时
Temax式中：ma—汽车满载质量（若有挂车，则要加上挂车质量），kg；
mgm。代入0.195aTemax由CA1140技术参数查得：ma?14100Kg，Temax?608N·
Temax得：
mg14100?9.80.195a?0.195?44.3?16，fj?0，取kd?1。
Temax608将Temax?608?103N·mm、n?1、i1?7.287、??0.9、kd?1代入公式3.14得：
T?kdTemaxi1?1?608?7.287?0.9?? 3987400N·mm n1将传动轴计算扭矩T?3987400N·mm，传动轴管外径Dc?95mm，内径dc?91mm代入公式3.13得：
??16DcT16?95?3987400??149.9MPa?[?] 4444?(Dc?dc)3.14(95?91) 经计算主传动轴轴管符合设计要求，能保证在各种工况下有效的传递转矩。 由于中间传动轴比主传动轴短，所以主传动轴轴管的外径和管壁厚度同样适用于中间传动轴。
3.3连接花键的设计
3.3.1主传动轴滑动花键的设计
汽车行驶过程中，变速器与驱动桥的相对位置经常变化。为避免运动干涉，传
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